雜訊強度(雜訊功率) SNR dBW

2021-07-07 10:02:23 字數 2256 閱讀 2448

訊號功率、訊號能量是訊號處理最基本的概念之一,拉出兩條公式:

--  能量e公式

連續訊號:對 |x(t)|^2 在(-∞,+∞)上求積分

離散訊號:對 |x(n)|^2 在(-∞,+∞)上求級數

-- 功率p公式,訊號能量在整個時間範圍內的平均值

對於離散週期訊號

如果已知訊號p和snr,則雜訊的功率為p/snr,如果轉換成分貝,則dbp-dbsnr

特別的,對於高斯白雜訊,設x,z為3個隨機變數,且x~n(0,1),z~n(expection,sigma^2).考慮這個變換:     z=sigma*x+expection; 

利用高斯白雜訊的方差等於功率的性質,可以通過任意強度的雜訊

matlab中的wgn和awgn函式就是利用了這一點,詳情看:

dbw**關於db,dbm,dbw,dbmv的區別

首先, db 是乙個純計數單位:db = 10logx。db的意義其實再簡單不過了,就是把乙個很大(後面跟一長串0的)或者很小(前面有一長串0的)的數比較簡短地表示出來。如: 

x = 1000000000000000(多少個了?)= 10logx = 150 db 

x = 0.000000000000001 = 10logx = -150 db 

dbm 定義的是 miliwatt。 0 dbm = 10log1 mw;   

dbw 定義 watt。 0 dbw = 10log1 w = 10log1000 mw = 30 dbm。  

db在預設情況下總是定義功率單位,以 10log 為計。當然某些情況下可以用訊號強度(amplitude)來描述功和功率,這時候就用 20log 為計。不管是控制領域還是訊號處理領域都是這樣。比如有時候大家可以看到 dbmv 的表達。   在db,dbm,dbw計算中,要注意基本概念。比如前面說的 0dbw = 10log1w = 10log1000mw = 30dbm;又比如,用乙個dbm 減另外乙個dbm時,得到的結果是db。如:30dbm - 0dbm = 30db。  一般來講,在工程中,db和db之間只有加減,沒有乘除。而用得最多的是減法:dbm 減 dbm 實際上是兩個功率相除,訊號功率和雜訊功率相除就是訊雜比(snr)。dbm 加 dbm 實際上是兩個功率相乘,這個已經不多見(我只知道在功率譜卷積計算中有這樣的應用)

電平      

是乙個相對的概念,系統中某一點的電平是指該點的功率(或電壓)對某一基準功率(或電壓)的分貝比:                      

10lg(p/p0)= 20 lg(u/u0)

從公式中可以看出,基準功率(即p=p0)的電平為零。對同乙個功率,選用不同的基準功率p0(或電壓u0)所得電平數值不同,後面要加上不同的單位。 

1、若以1w為基準功率,功率為p時,對應的電平為10lg(p/1w),單位記為 dbw(分貝瓦);  

2、若以1mw為基準功率,功率為p時,對應的電平為10lg(p/1mw),單位記為 dbm(分貝毫瓦),如功率為1w,電平為30dbm,功率為1mw,電平為0dbm;  

3、若以1mv為基準電壓,則電壓為u時,對應的電平為20lg(u/1mv),單位記為 dbmv(分貝毫伏),如電壓為1v,電平為60dbmv,電壓為1μv,           電平為-60dbmv;  

4、若以1μv為基準電壓,則電壓為u時,對應的電平為20lg(u/1μv),單位記為 dbμv(分貝微伏),如電壓為1mv,電平為60dbμv,電壓為100mv,           電平為100dbμv;  

電平的四個單位dbw、dbm、dbmv、dbμv之間有一定的換算關係,如表所示(左邊的原單位變換為上邊的新單位時需要增加的數值)

換算關係  

dbw(新單位)dbm(新單位)dbmv(新單位)        dbμv(新單位) 

dbw(原單位)       0           +30            +78.75        +138.75 

dbm(原單位)        -30        0        +48.75        +108.75 

dbmv(原單位)        -78.75        -48.75        0        +60 

dbμv(原單位)        -138.75        -108.75        -60          0  

如要把105dbμv化為其他單位表示,可利用表中最後一行: 化為dbw時用第一列數-138。75得-33。75dbw; 

類似地,105dbμv相當於105-108.75=-3。75dbm;相當於105-60=45dbmv。   其它變換依此類推,不再舉例。

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