Podręcznik
2. Sygnały i układy analogowe (repetytorium)
2.2. Energia i moc sygnału
W teorii sygnałów wyobrażamy sobie, że x(t) to napięcie przyłożone do opornika 1 W. Wówczas prąd jest równy napięciu, moc chwilowa wynosi x2(t), a energia wydzielona w czasie T wynosi
![]() |
(3) |
Moc średnią otrzymamy dzieląc energię przez czas:
![]() |
(4) |
Sygnały o nieskończonym czasie trwania mogą mieć skończoną energię, np. sygnał
Z kolei sygnały o nieskończonej energii mogą mieć skończoną moc średnią, do takich należy sygnał o stałej wartości chwilowej
i sygnał harmoniczny
.
Istotnie, moc chwilowa sygnału o stałej wartości chwilowej A wynosi A2 i taka sama jest też moc średnia P.
Aby obliczyć moc średnią, w ogólnym przypadku oblicza się energię wydzieloną w czasie
, następnie dzieli się ją przez T i szuka się granicy dla
:
![]() |
(5) |
Dla sygnału harmonicznego
otrzymuje się kolejno:
Zadanie pn. „SEZAM: System Edukacyjnych Zasobów Akademickich i Multimedialnych” realizowane w ramach projektu „NERW PW. Nauka – Edukacja – Rozwój – Współpraca” współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego


![E=\int_{-\infty}^{\infty}{x^2(t)dt}=\int_{0}^{\infty}{(e^{-at})^2dt}=\int_{0}^{\infty}{e^{-2at}dt}=\frac{1}{-2a}e^{-2at}\left|\ _0^\infty\right.=\frac{1}{-2a}[0-1]=12a E=\int_{-\infty}^{\infty}{x^2(t)dt}=\int_{0}^{\infty}{(e^{-at})^2dt}=\int_{0}^{\infty}{e^{-2at}dt}=\frac{1}{-2a}e^{-2at}\left|\ _0^\infty\right.=\frac{1}{-2a}[0-1]=12a](https://esezam.okno.pw.edu.pl/filter/tex/pix.php/1d5c098d65d129ea6a65ff185a757b91.gif)

![x^2(t)=A^2{cos}^2{(}2\pi⥂f_0t)=A^2[\frac{1}{2}+\frac{1}{2}cos(4π⥂f_0t)]=\frac{A^2}{2}+\frac{A^2}{2}cos(4π⥂f_0t) x^2(t)=A^2{cos}^2{(}2\pi⥂f_0t)=A^2[\frac{1}{2}+\frac{1}{2}cos(4π⥂f_0t)]=\frac{A^2}{2}+\frac{A^2}{2}cos(4π⥂f_0t)](https://esezam.okno.pw.edu.pl/filter/tex/pix.php/049116b301fcc9d00651145f28e849b3.gif)

![=\frac{A^2T}{2}+\frac{A^2}{8\pi f_0}\left[sin{(}4\pi f_0t)\right]_{-T/2}^{T/2}=\frac{A^2T}{2}+\frac{A^2}{8\pi f_0}[sin{(}2\pi f_0T)+sin{(}2\pi f_0T)]= =\frac{A^2T}{2}+\frac{A^2}{8\pi f_0}\left[sin{(}4\pi f_0t)\right]_{-T/2}^{T/2}=\frac{A^2T}{2}+\frac{A^2}{8\pi f_0}[sin{(}2\pi f_0T)+sin{(}2\pi f_0T)]=](https://esezam.okno.pw.edu.pl/filter/tex/pix.php/93dd43cfe33809bf1903bc5ab6e5345d.gif)

![P=\lim\limits _{T\rightarrow \infty }\frac{E_{T}}{T} =\lim\limits _{T\rightarrow \infty }[\frac{A^{2}}{2} +\frac{A^{2}}{4\pi f_{0} T} sin(2\pi f_{0} T)]=\frac{A^{2}}{2} P=\lim\limits _{T\rightarrow \infty }\frac{E_{T}}{T} =\lim\limits _{T\rightarrow \infty }[\frac{A^{2}}{2} +\frac{A^{2}}{4\pi f_{0} T} sin(2\pi f_{0} T)]=\frac{A^{2}}{2}](https://esezam.okno.pw.edu.pl/filter/tex/pix.php/434984672a59d3eda5b021afa293cdc7.gif)