FehérzajFehérzajnak nevezzük azt a zajt, melynek teljesítménysűrűsége független a frekvenciájától, vagyis spektrális sűrűsége a teljes frekvenciatartományban konstans. Ekkor az egymást követő zajértékek között semmilyen korreláció nincs.[1] A valóságban végtelen sávszélességű fehérzaj nincs, hiszen ennek végtelen lenne a teljesítménye, az egyenletes teljesítmény csak bizonyos frekvenciatartományban lehet igaz. Numerikus szimulációk esetén a mintavételezést követően a felső határfrekvencia a mintavételi frekvencia fele lesz. A fehérzaj korrelálatlan, kicsi az esélye, hogy hosszabb egybefüggő intervallumokat kapjunk. Probléma esetén lásd:Médiafájlok kezelése. A fehérzaj képként megjelenítve: A fehérzaj forrásaiA fehérzajok egyik legfontosabb forrása az ellenállások termikus zaja. Az ellenállás termikus zajának teljesítménysűrűségét a következő egyenlet adja meg:
ElőállításaDigitális útonEgyenletes eloszlású fehér zajt igen könnyű digitális úton előállítani, mindössze a pszeudovéletlenszám-generátor által szolgáltatott véletlenszerű egész számokat kell átskálázzuk, hogy az általunk kívánt tartományba jussanak az egymás utáni adatpontok. A szolgáltatott zaj felső határfrekvenciája a mintavételi frekvencia felének felel meg. 1 másodperces, 44100 Hz mintavételi frekvenciájú, 32bit bitmélységű fehérzaj előállítására egy lehetséges példa c nyelven: ...
#include <stdlib.h>
...
int main(){
...
int32_t sample_white[44100];
int i;
...
for(i=0;i<44100;i++){
sample_white[i]=rand();
}
...
}
Fehér zajt tartalmazó képet is egyszerű létrehozni digitális úton. Egy 320x240 méretű, 8 bites monokróm kép esetében: ...
#include <stdlib.h>
...
int main(){
...
int8_t sample_white[319][239];
int x,y;
...
for(x=0;x<320;x++){
for(y=0;y<240;y++){
sample_white[x][y]=rand();
}
}
...
}
Analóg áramkörökkelFehérzajt egyszerű analóg áramkörökkel is létre lehet hozni. A tárgyban szereplő áramkörök kivezetései:
A C1 kondenzátor a tápfeszültség felől érkező lehetséges zavarójelek kiszűrését végzi. Az analóg áramkörök által létrehozott fehérzaj kvantálásával valódi véletlenszámok állíthatók elő.[2] Fehérzaj előállítása ellenállássalAz ellenállásban a rajta átvezetett áram hatására keletkező zajt használjuk fel. A kapcsolás gyenge jelet ad, hogy használható erősségű jelet kapjunk, a P2 kimenetet egy többfokozatú erősítőre kell kapcsolni. Fehérzaj előállítása zener diódávalA zener diódán sokkal nagyobb zaj keletkezik, mint az ellenállásokon. A megfelelő jelszinthez viszont itt is többfokozatú erősítő alkalmazására van szükség. Fehérzaj előállítása MOSFET-telAz R1, R2 ellenállás a MOSFET lineáris működéséhez szükséges gate feszültség előállítására szolgál. A C2 kondenzátor az R1, R2 osztón keletkező zajt rövidre zárja, mivel itt csak a MOSFET-ben keletkező zajt akarjuk felhasználni. Az R3 ellenálláson a drain kap feszültséget, valamint a kijövő zaj munkaellenállásának a szerepét is betölti. A passzív kapcsolásokhoz képest lényegesen nagyobb zajjelet ad, amit egy egyszerű erősítőkapcsolással is megfelelő szintre lehet emelni. JelentőségeA fehérzaj a legegyszerűbben előállítható zajtípus, mivel előállítható egy ellenállás termikus zajából, vagy digitális úton egy véletlenszámgenerátor segítségével. A fehérzajból
bármilyen frekvenciamenetű színes zaj előállítható. Kiemelt jelentősége van
Jegyzetek
|