为什么是 ”1 /赫兹_1/Hz" 转换时不变五2/赫兹_V2/Hz到分贝/赫兹_ _dB/Hz?

信息处理 功率谱密度 物理单位 幂律
2022-02-02 15:48:40

当通过傅里叶变换和 Parseval 定理计算功率谱密度时,得到单位V2/Hz(例如维基)。作为流行的下一步,以下单位转换被广泛使用:V2/HzdB/Hz,这是通过采取著名的10.log10().

问:虽然dB是两个比率的对数V2的(第二V2是虚构的),我得到了哪里dB来自,我很难理解为什么1/Hz取对数后保持不变?

亚历克斯

PS 一些晦涩的解释在这里的最后一段(我担心“松散”这个词在这里隐藏了所有真实的东西):

由于对数的自变量以Hz1,这个频谱测量可以松散地说是以“dB/Hz”为单位

2个回答

假设你有一个单位测量U(V2) 每单位u(赫兹)。确实声称(尽管不是公开的)对数是一种无单位的变换,例如看什么是千米的对数?是无量纲数吗?换句话说,它以某种方式0- 同质,而幂是2-homogeneous:乘以一个常数,得到一个常数的某个幂。

首先,对数是一种齐次的0-th 次方:它是1/x(力量1)。仿射函数的导数是常数。导数减少一个单位,积分增加相同的数量。对数不知何故与常数之间x1x1. 此外,变异系数xp什么时候p0是关于:

xpx0p0logx.

其次,dB 标度通常是相对的:对于某些信号测量,对于某些“绝对”值。log论点最好是无单位的:U中的某物除以某个单位1U,称为 U0. 因此,计算log(U/U0)可以考虑。

所以将 U/Hz 转换为 dBU/Hz,对我来说,只影响分子。

仅仅因为这里转换为 dB 标度的目的只是标度功率密度,而不是带宽。

所以,这只是根据定义。

这样看:如果您有一个 PSD 图,x 轴为频率,y 轴为功率密度,您通常只想以对数方式缩放 y 轴。

当然,您也可以缩放频率轴,但随后会得到不同的结果。