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白噪声  

2014-09-25 20:34:32|  分类: 数学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。从我们耳朵的频率响应听起来它是非常明亮的“咝”声(每高一个八度,频率就升高一倍。因此高频率区的能量也显著增强)。
 
    白噪声或白杂讯,是一种功率频谱密度为常数的随机信号或随机过程。换句话说,此信号在各个频段上的功率是一样的,由于白光是由各种频率(颜色)的单色光混合而成,因而此信号的这种具有平坦功率谱的性质被称作是白色的,此信号也因此被称作白噪声。相对的,其他不具有这一性质的噪声信号被称为有色噪声。
  
    理想的白噪声具有无限带宽,因而其能量是无限大,这在现实世界是不可能存在的。实际上,我们常常将有限带宽的平整讯号视为白噪音,因为这让我们在数学分析上更加方便。然而,白噪声在数学处理上比较方便,因此它是系统分析的有力工具。一般,只要一个噪声过程所具有的频谱宽度远远大于它所作用系统的带宽,并且在该带宽中其频谱密度基本上可以作为常数来考虑,就可以把它作为白噪声来处理。例如,热噪声和散弹噪声在很宽的频率范围内具有均匀的功率谱密度,通常可以认为它们是白噪声。
  当你需要专心工作,而周遭总是有繁杂的声音时,就可以选用这两种声音来加以遮蔽。一般来说,通常的情况下你可以选用白色噪音。

应用
  白噪声的应用领域之一是建筑声学,为了减弱内部空间中分散人注意力并且不希望出现的噪声(如人的交谈),使用持续的低强度噪声作为背景声音。一些紧急车辆的警报器也使用白噪声,因为白噪声能够穿过如城市中交通噪声这样的背景噪声并且不会引起反射,所以更加容易引起人们的注意。
 

     在电子音乐中也有白噪声的应用,它被直接或者作为滤波器的输入信号以产生其它类型的噪声信号,尤其是在音频合成中,经常用来重现类似于铙钹这样在频域有很高噪声成分的打击乐器。
    白噪声可以用于放大器或者电子滤波器的频率响应测试,有时它与响应平坦的话筒或和自动均衡器一起使用。这个设计的思路是系统会产生白噪声,话筒接收到扬声器产生的白噪声,然后在每个频率段进行自动均衡从而得到一个平坦的响应。这种系统用在专业级的设备、高端的家庭立体声系统或者一些高端的汽车收音机上。
    白噪声也作为一些随机数字生成器的基础使用。
    白噪声也可以用于审讯前使人迷惑,并且可能用于感觉剥夺技术的一部分。上市销售的白噪声机器产品有私密性增强器、睡眠辅助器以及掩饰耳鸣。




 
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