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通信原理的一道题..求教 噪声功率谱密度 psd

2021-04-23知识11

求射频信号的噪声功率谱密度详细解释 功率谱密度(power spectral density,PSD)有时亦称2113为谱功5261率分布(spectral power distribution,SPD),是信号(噪声)的4102自相关函数的1653傅里叶变换,即每单位频率的信号(噪声)所携带的功率。功率谱密度的单位通常用每赫瓦特数(W/Hz)表示,有时也用单位波长瓦特数表示,即每纳米波长的瓦特数(W/nm)。功率谱密度是一种概率统计方法,是对随机变量均方值的度量,因此信号(噪声)功率谱密度当且仅当信号(噪声)是广义平稳过程的时候才存在,若信号为非平稳过程,则自相关函数一定是两个变量的函数,这样就不存在功率谱密度。信号噪声比与信号噪声功率谱密度比之间的不同点是,信噪比不涉及频率成分,而功率谱密度比则涉及到频率,表征了信号噪声比的频率分布情况。[1]

噪声功率谱密度与方差之间的关系 最低0.27元开通文库会员,查看完整内容>;原发布者:w5780750关于matlab中噪声功率谱密度与方2113差之间的关5261系的理解1.连续时间系统4102高斯白噪声的定义为1653:如果一个噪声,它的幅度分布服从高斯分布,而它的功率谱密度又是均匀分布的,则称它为高斯白噪声。故对于连续时间系统,理想的高斯白噪声的功率谱密度是一个常数,设为n0,而带宽是无限宽的,其功率为:(1)在n0不是为无穷小的情况下,理想的噪声功率Pn是无限大的。而实际当中,噪声带宽是有限宽的,只需要在我们所关心的频带范围内,噪声功率谱密度是个常数,则我们可认为其是高斯白噪声。设噪声单边功率谱密度为,低通带宽为W,则其噪声功率为:(2)如图1.1所示:图1.1我们知道,高斯白噪声的分布为,则其功率为:(3)故对于低通系统有:(4)而对于带通系统,如图1.2所示,有:(5)2.离散时间系统对于离散时间系统而言,带宽受到抽样速率fs的限制。设WGN一秒内抽取的一组数据样本为:2.1理论分析由于时间为单个的离散点,故理想功率为0;但有下列定义:对于序列的能量E定义为序列各抽样值的平方和,则数据样本的能量为:(6)将功率定义为序列能量除以序列的时间,即(单位:J/S)(7)式中,Tb为序列。

如何在频谱分析仪或矢量信号分析仪上测量功率谱密度(PSD)? PSD 测量值通常以Vrms2/Hz 或Vrms/rt Hz 为单位(这里的rt Hz 指的是平方根赫兹)。或者,PSD也可以采用dBm/Hz 为单位。PSA、ESA、856XE/EC 或859XE 等频谱分析仪均可通过噪声标记对功率谱密度进行测量。矢量信号分析仪比如89600S 或89400,直接就有PSD 测量数据类型。在频谱分析仪上最简便的测量方法(测量结果以Vrms/rt Hz 为单位)就是:在振幅菜单中选择以伏特为单位的振幅(AMPLITUDE[硬键]>;More>;Y Axis Units>;Volts)。在标记或标记功能菜单中打开噪声标记(例如:在ESA 上的选择顺序为Marker[硬键]>;More>;Function>;Marker Noise)。在期望的数据点上做出标记并观察标记读数。比如,我们看到噪声标记读数为16 uV(Hz)或16 uV/Hz。这里的“(Hz)”由于分子伏特不能被平方,而将噪声结果归一化为1Hz 带宽(RBW),其正确的分母单位应该是根赫兹。由于 1Hz 的平方根仍旧是1Hz,因此并不影响结果且无需进行进一步计算。最后答案就是16 uV/rt Hz 或16 uV/Hz。您还可选择以分贝为单位的振幅(比如dBuV)进行进一步的计算,从而获得线性结果。同样以

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