power spectrum是什么意思，power spectrum的意思翻译、用法、同义词、例句

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功率谱（Power Spectrum）是信号处理和频域分析中的核心概念，用于描述信号功率在不同频率上的分布。以下是详细解释：

1. 基本定义

功率谱反映信号中各个频率成分的功率强度。简单来说，它将信号从时域（随时间变化）转换到频域（随频率分布），并展示每个频率分量对总功率的贡献。

• 适用场景：适用于稳态信号（如周期信号或随机噪声），而非瞬态信号（有限能量信号）。

2. 数学表达

功率谱密度（Power Spectral Density, PSD）是其量化形式，常用以下方式定义：

• 基于傅里叶变换：
  $$ S{xx}(f) = lim{T to infty} frac{1}{T} left| X_T(f) right| $$
  其中，( X_T(f) ) 是信号在时间窗口 ( T ) 内的傅里叶变换，( f ) 为频率。
• 基于自相关函数：
  $$ S{xx}(f) = mathcal{F}{ R{xx}(tau) } $$
  ( R_{xx}(tau) ) 是信号的自相关函数，( mathcal{F} ) 表示傅里叶变换。

3. 核心作用

• 频率成分分析：识别信号中的主导频率（如机械振动中的共振频率）。
• 噪声研究：量化噪声在不同频段的能量分布（如电子电路中的热噪声）。
• 信号压缩与滤波：通过保留主要频率成分优化数据存储或通信效率。

4. 与其他概念的对比

• 能量谱：适用于能量有限的瞬态信号，计算为傅里叶变换幅值的平方。
• 幅度谱：仅显示频率分量的幅值，忽略相位信息。
• 相位谱：记录频率分量的相位，功率谱则不包含相位信息。

5. 实际应用示例

• 音频处理：分析音乐中不同乐器的频率分布。
• 医学工程：检测心电图（ECG）中的心率变异性。
• 天文学：研究星体辐射信号的周期性特征。

功率谱的直观理解是“信号的频率指纹”，通过它可深入挖掘信号的物理特性与动态行为。如需进一步了解计算方法（如FFT实现），可参考信号处理教材或专业工具（如MATLAB的 pwelch 函数）。

网络扩展资料二

单词 "power spectrum" 是由两个单词组成的复合词，其中 "power" 意为 "功率"，"spectrum" 意为 "频谱"。它是指信号的功率在不同频率下的分布情况。在信号处理和通信领域中，这个术语被广泛使用。

用法

在信号处理中，power spectrum 通常是通过傅里叶变换计算得出的。它可以用于分析信号的频率特征和噪声特征。例如，可以使用 power spectrum 来分析音频信号中的各个频率成分，以便对信号进行处理和改善。

例句

• The power spectrum of the audio signal shows that most of the energy is concentrated in the lower frequency range.（音频信号的功率谱显示大部分能量集中在低频范围内。）
• The power spectrum analysis is an important tool for studying the characteristics of a signal.（功率谱分析是研究信号特征的重要工具。）

近义词

• Frequency spectrum（频率谱）
• Spectral power density（谱功率密度）

反义词

• Amplitude spectrum（幅度谱）
• Time-domain signal（时域信号）

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