功率密度和功率譜密度有什么區別？
2023-04-13 12:15:33 EETOP
功率譜密度基礎知識
功率譜密度 (PSD) 是信號功率內容與頻率的關系度量。PSD 讓設計人員了解信號功率如何在頻率上分布。通常選擇 PSD 來表征隨機寬帶信號（圖 2）。
功率譜密度就是信號的傅里葉變換。
在離散情況時，如圖2b所示，可以使用快速傅里葉變換 (FFT) 算法計算 PSD。此外，在離散情況下，時域信號 x(t) 將包含 N 個樣本，其中 n 是樣本數（T 的總采樣時間 = NΔt）。在離散情況下，積分下限將從 t = 0 開始，以說明因果信號行為。
設計師和科學家使用隨機過程作為 他們系統的數學模型 ，以及看似隨機變化的現象。
功率譜密度也可以通過不同的方法非常簡單地計算出來；其中之一被稱為改進的周期圖法。該技術是對信號譜密度的估計，它是 FFT 的加窗平方幅度。周期圖通常可用于識別時間序列的主要周期（或頻率）。
激光束的功率密度
激光束的功率密度（又稱輻照度）定義為以瓦特 (W) 為單位的功率 (P) 與橫截面積 (I = W/cm 2 ) 之比。激光功率密度計算器非常方便。
激光束功率密度示例
切割金屬板：此處的功率密度將定義激光束執行優質切割的速度。
在激光手術中，激光手術刀的功率密度需要保持在一個狹窄的范圍內才能成功執行。
在測試激光的安全性時，功率密度需要低于專門指定的水平才能對人眼安全。
激光束用戶需要知道光束的總功率，同時牢記達到感興趣區域的功率水平。
總結
功率密度定義為轉換器的額定（或標稱）輸出功率，然后除以該轉換器的占用體積。
功率譜密度將給出信號功率如何在頻率上分布的想法。PSD 被定義為衡量信號功率內容與頻率的關系。PSD 通常用于表征寬帶隨機信號。PSD的振幅由用于數字化信號的頻譜分辨率歸一化。
