峰值因數

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峰值因數又稱波峰因數crest factor,簡寫 CF,又稱peak-to-average ratio,簡稱PAR)是和波形有關的無因次量,為波形的振幅再除以波形RMS (time-averaged)所得到的值。

C=|x|peakxrms

峰均功率比peak-to-average power ratio,簡稱PAPR)是另一個相關的無因次量,定義為振幅平方(表示峰值功率)除以RMS平方(表示平均功率)的比值[1]

𝑃𝐴𝑃𝑅=|x|peak2xrms2=C2

因一波形的振幅恆大於等於RMS值,因此峰值因數及峰均功率比的最小可能數值均為1,即峰均功率比 1:1 或 0dB。

常見波形的峰值因數

下表列出了常見波形的峰值因數。所有範例中的峰值都統一為 1。

波形名稱 波形圖 RMS 峰值因數 峰均功率比 (dB)
直流 1 1 0.0 dB
正弦波 120.707[2] 21.414 3.01 dB
正弦波經全波整流後 120.707[2] 21.414 3.01 dB
正弦波經半波整流後 12=0.5[2] 2 6.02 dB
三角波 130.577 31.732 4.77 dB
方波 1 1 0 dB
PWM 訊號
V(t) ≥ 0.0 V
t1T[2] Tt1

20log(Tt1) dB

QPSK 1 1 1.761 dB[3]
8PSK 3.3 dB[4]
[[Phase-shift keying#π/4-QPSK|Template:Frac-DQPSK]] 3.0 dB[4]
OQPSK 3.3 dB[4]
8VSB 6.5–8.1 dB[5]
64QAM 37 731.528 3.7 dB[6]
-QAM 130.577 31.732 4.8 dB[6]
WCDMA 下行載波 10.6 dB
OFDM 4 ~12 dB
GMSK 1 1 0 dB
高斯噪声 σ[7][8] [9][10] dB
週期性啁啾(Chirp) 120.707 21.414 3.01 dB

附註:

  1. 表中 QPSK, QAM, WCDMA 的峰值因數是進行可靠通訊時的典型數值,並非理論上的峰值因數數值,後者可能較高。

相關條目

參考資料

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  1. Template:Cite web
  2. 2.0 2.1 2.2 2.3 Template:Cite web
  3. Template:Cite book
  4. 4.0 4.1 4.2 Template:Cite web
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  6. 6.0 6.1 Template:Cite book
  7. Op Amp Noise Theory and Applications Template:Webarchive - 10.2.1 rms versus P-P Noise
  8. Chapter 1 First-Order Low-Pass Filtered Noise - "The standard deviation of a Gaussian noise voltage is the root-mean-square or rms value of the voltage."
  9. Noise: Frequently Asked Questions - "Noise theoretically has an unbounded distribution so that it should have an infinite crest factor"
  10. Telecommunications Measurements, Analysis, and Instrumentation, Kamilo Feher, section 7.2.3 Finite Crest Factor Noise