对于随机信号,为什么将 称为信号功率?真的是力量吗?有什么证据吗?
信号变化和电源连接
信息处理
随机过程
信号功率
2022-02-15 13:18:27
3个回答
这里的术语有点不幸。“信号功率”和“物理功率”是两个截然不同的东西。
为什么 E(x(n)2) 称为信号功率?
因为信号功率是这样定义的。
真的是力量吗?有什么证据吗?
这不是体力。所以这里没有什么可以证明的。信号在物理意义上没有力量。仅当信号与某种具有阻抗的物理排列相关联时,才会出现物理功率。典型的物理功率是两个互补的物理场量(电压/电流、力/速度等)的乘积。
我们可以将信号功率与物理功率联系起来:
- 它从不直接代表体力。单位是原始单位的平方,如果要成为物理功率,x(n) 的单位必须是,它不存在
- 它通常与功率(或强度)成正比。如果出现 x(n) 的阻抗是实数且与频率无关,情况就是如此。
例子:
- 理想电阻器两端的电压:与电阻器中消耗的功率成正比
- 使用距离声源足够远的压力麦克风测量的声压:与麦克风所在位置的声场强度成正比
- 动态扬声器两端的电压: 不代表任何可以轻易与物理功率相关的东西。
设为具有 pdf(概率密度函数)的随机变量,均值和方差 . 那么以下关系成立:
在 Eq.1 中,LHS被称为RV的总功率,而和分别被称为AC和DC功率。信号处理中的这种命名源于它们与电路变量及其 AC/DC 功率方程的相似性。
离散时间随机过程可以看作是随机变量为索引。每个随机变量都有自己关联的 pdf。
可以看出,RP的时间相关均值和方差与量 之间存在与 Eq.1 类似的关系:
被称为随机过程的平均总功率。这是 WSS 随机过程的有用指标。
物理学中的一个定义是,功率对应于“每单位时间的能量 [...] 量”。如果能量用正方形表示,而符号表示某个预期量(如果您期望遍历性,则对平均概率进行积分平均),那么当这些量存在时,您可以将其视为“信号功率”,但这更像是一个世俗的定义,而不是一个明确的证明。