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发表于 2021-11-7 22:48:30
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白噪声的原始定义是功率密度在所有频率上相等的噪声,频谱无限宽,但实际上这种噪声是不存在的。
我们常说的白噪声,实际指高斯白噪声,它是指信号的幅度概率遵循正太分布(高斯分布),如果信号在时间线上无限延申,则其功率密度谱遵循平均分布,因此它是白噪声的一种。
而在实际的物理世界内,随机噪声一般遵从高斯分布,因此是高斯白噪声,比如电阻的热噪声、散粒噪声(电子管的白噪声就是散粒噪声,由离散电子随机撞击电极产生),所以在实际的物理世界,绝大部分白噪声都可以等效为一个噪声电阻。
而有色噪声指一切功率密度非平均分布的噪声,并非只在高低端,它是一个泛指的概念,并非一种噪声来源,比如我们把一个白噪声通过一个滤波器,从滤波器出来的信号就变成有色噪声了,因此白噪声并非无法过滤,只是无法完全过滤,只能通过变成色噪声来降低噪声水平,这就是带宽决定噪声的原理。而色噪声也不是一定可以过滤,比如色噪声的频谱和有用信号重叠就是无从过滤的。
而色噪声和白噪声的区分也不是绝对的,比如一个在带宽内均匀分布的色噪声,如果我们只对带宽内的信号进行分析,则这个色噪声可以在计算中当作白噪声。同样的,反过来白噪声经过了某个滤波器,如果对另一个信号产生影响,那么对另一个信号来说,它就要当作色噪声来计算。但本质上来说,计算的过程并无不同,都是计算噪声的功率总和(如果是电压的话就是均方根)
需要注意的是,白噪声、色噪声都是概念,是泛指,并非指某个噪声来源,热噪声、散粒噪声是指来源,后者是前者,但前者不是后者。
低端的噪声叫做1/f噪声,也叫粉红噪声,这也是指来源,它是色噪声的一种。 |
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