PSD、ESD とは何ですか、パワースペクトルとどう違うのですか?
PSDPower Spectral Density Function、パワースペクトル密度関数)とは、FFT 計算の周波数分解能 Δ f に依存しないように単位周波数幅(1 Hz 幅)当たりのパワー値として表現するスペクトル関数で、連続スペクトルとなる非周期的な信号、すなわち不規則信号(ランダム信号)の評価によく使われます。その単位は、信号 xt)の物理単位を EU とすると、EU2/Hz となります。具体的に縦軸が電圧(V)であれば V2/Hz またはその平方根である V/√Hz となり、アンプなどのノイズの評価値としてよく用いられています。またランダム振動試験の分野では縦軸が振動加速度(その単位は、m/s2)なので、特に ASDAcceleration Spectral Density、加速度スペクトル密度)とも呼ばれ、その単位は(m/s2)2/Hz、または m2/s3 となります。その計算方法は、下記の関連項目をご参照下さい。

ESDEnergy Spectral Density Function、エネルギースペクトル密度関数)とは、時間信号 xt)のエネルギーの周波数分布を表す関数で、インパルス信号など過渡的な信号のスペクトル評価に使われます。その求め方は、スペクトル関連 FAQ「信号のパワーとは何ですか?」の項で平均操作を省いた形となりますから、PSD 値に FFT 時間窓長 T をかけることにより、求められます。

表1 3種類のスペクトルの比較

スペクトルの種類 物理的な意味 対象となる信号
パワースペクトル 周波数帯域毎のパワー分布 周期信号
PSD 単位周波数毎のパワー分布 連続ランダム信号
ESD 単位周波数毎のエネルギー分布 過渡信号

(注)PSD や ESD は、主に振動分析に使われ、騒音分析にはあまり使用されません。

 

 

 



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