FFTアナライザー基本FAQ

PSD（Power Spectral DensityFunction、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 x（t）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 ASD（Acceleration 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ください。

ESD（Energy Spectral DensityFunction、エネルギースペクトル密度関数）とは、時間信号 x（t）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。

 

	パワースペクトル密度（Power Spectral Density）（FFT基礎用語集） エネルギースペクトル密度（Energy Spectral Density）（FFT基礎用語集） パワースペクトル密度とエネルギースペクトル密度について（FFTアナライザーFAQ）