Zgomot alb - școală de fizică
Sănătos pentru Marte
Arborele genealogic al Căii Lactee
Control complet integrat al nanodiamantelor
Un pic mai aproape de soare
Distanțe față de stele
Ceea ce face strălucirea stelelor
Stradă cu sens unic pentru electroni
Sute de exemplare ale lui Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica găsite într-un nou număr
Experimentele de laborator ar putea rezolva puzzle-uri despre luna lui Marte Phobos
zgomot alb
| Acest articol acoperă semnalul. Pentru albumul lui Erik Cohen vezi Weisses Rauschen (album); pentru film vezi Das weisse Rauschen. |
zgomot alb este un zgomot cu un spectru constant de densitate de putere într-un anumit interval de frecvență. Zgomotul alb este perceput ca un zgomot puternic (vezi psihoacustica). Zgomotul alb, limitat la lățime de bandă, este adesea folosit în inginerie și științele naturii pentru a mapa perturbările într-un model altfel ideal, de ex. B. pentru a descrie interferența aleatorie într-un canal de transmisie.
Descriere
Un spectru constant de densitate de putere este caracteristic zgomotului alb:
Conform teoremei Wiener-Chintschin, funcția de autocorelare a zgomotului alb $ \ eta (t) $ este deci distribuția delta:
$ r _ (\ tau): = \ operatorname [\ eta (t) \ eta (t- \ tau)] = \ int _ ^ \ infty S (f) e ^ 2 \ pi f \ tau> df = \ text \ cdot \ delta (\ tau). $
Funcția de autocorelare a zgomotului alb este un impuls Dirac $ \ delta (\ tau) \ overset \ delta (t-t ') $. Aceasta înseamnă că zgomotul la un anumit moment din timp $ t $ este necorelat cu toate celelalte momente din timp $ t '\ neq t $, deoarece autocorelația este zero pentru aceste puncte în timp.
Zgomotul alb se mai numește semnale discrete în timp, ale căror valori individuale ale eșantionului sunt necorelate.
În lățimea de bandă, zgomotul alb nelimitat este un model de caz limită cu o putere infinit de mare și, prin urmare, nu apare în practică. În sistemele reale, zgomotul alb apare vreodată într-un singur interval de frecvență cu un spectru constant de densitate de putere în acest interval. Spectrul densității puterii în afara acestei lățimi de bandă cade întotdeauna spre 0 dacă frecvențele sunt suficient de mari.
Zgomotul alb poate apărea cu diferite distribuții de probabilitate ale amplitudinii semnalului. O distribuție comună este distribuția normală sau, de asemenea, distribuția gaussiană, care este utilizată în procesarea semnalului pentru a descrie interferența canalelor de transmisie. În aceste canale, zgomotul este introdus ca o variabilă de perturbare aditivă și apoi denumit zgomot alb gaussian aditiv. Zgomotul termic la rezistențele electrice poate fi, de asemenea, descris în primul rând prin zgomotul Gaussian alb. În principiu, zgomotul alb poate apărea și în alte distribuții, de exemplu în distribuția Cauchy sau Poisson.
Domenii de aplicare
În psihoacustică, zgomotul alb este folosit pentru a combate zgomotul și în zona de reconstruire a tinitusului ca mască; Zgomotul și alte zgomote de fundal sunt percepute subiectiv ca fiind mai puțin puternice și supărătoare dacă sunt suprapuse cu zgomot alb. Zgomotul, în care toate componentele de frecvență sună aproximativ la fel de puternic, se numește zgomot 1/f. Are un spectru de densitate de putere care scade odată cu frecvența.
Numit în stocastic zgomot alb un proces discret stocastic de variabile aleatorii necorelate cu valoarea așteptată 0 și varianță constantă. Este slab staționar. Zgomotul alb reprezintă cel mai simplu proces stocastic, dar din ele sunt construite multe procese și serii de timp mai complexe, cum ar fi mersul aleator sau procesele ARMA.
Analogia culorilor a numelui
Termenul zgomot alb trebuie înțeles într-un sens figurat pentru lumina albă, în care diferite componente de frecvență optică sunt suprapuse pentru a forma o impresie de culoare albă. Cu toate acestea, lumina care este percepută subiectiv ca albă de oameni nu are un spectru constant de densitate de putere.
Termenii zgomot roșu și zgomot roz au fost formați cu o analogie comparabilă a culorilor.