Rosa Geräusch oder 1/ƒ-Geräusch (manchmal auch genannt Flackern-Geräusch) sind ein Signal oder Prozess mit einem solchem Frequenzspektrum, dass die Macht geisterhafte Dichte (Energie oder Macht pro Hz) zur Frequenz umgekehrt proportional ist. Im rosa Geräusch trägt jede Oktave einen gleichen Betrag der Geräuschmacht. Der Name entsteht aus dem rosa Äußeren des sichtbaren Lichtes mit diesem Macht-Spektrum.

Innerhalb der wissenschaftlichen Literatur wird der Begriff 1/ƒ-Geräusch manchmal ein wenig loser gebraucht, um auf jedes Geräusch mit einer Macht geisterhafte Dichte der Form zu verweisen

:

wo ƒ Frequenz und 0 ist, entsprechen Die Letzteren (breiterer Sinn) allgemein breiter Reihe des Nichtgleichgewichts gesteuerte dynamische Systeme.

Das Begriff-Flackern-Geräusch wird manchmal verwendet, um sich auf das 1/ƒ-Geräusch zu beziehen, obwohl das nur auf sein Ereignis in elektronischen Geräten wegen eines direkten Stroms richtiger angewandt wird. Mandelbrot und Van Ness haben den Namen Bruchgeräusch (manchmal da genannt, fractal Geräusch) vorgeschlagen, um zu betonen, dass die Hochzahl des Spektrums Werte der nichtganzen Zahl nehmen und nah mit der unbedeutenden Brownschen Bewegung verbunden sein konnte, aber der Begriff wird sehr selten gebraucht.

Beschreibung

Es gibt gleiche Energie in allen Oktaven (oder ähnliche Klotz-Bündel). In Bezug auf die Macht an einer unveränderlichen Bandbreite, 1/ƒ-Geräusch geht an 3 DB pro Oktave zurück. An hoch genug Frequenzen 1/ƒ-Geräusch ist nie dominierend. (Weißes Geräusch ist gleiche Energie pro Hertz.)

Das menschliche Gehörsystem, das Frequenzen auf eine grob logarithmische durch die Rinde-Skala näher gekommene Mode bearbeitet, nimmt sie mit der gleichen Empfindlichkeit nicht wahr; Signale in der 2 4-Kilohertz-Oktave klingen am lautesten, und die Lautheit anderer Frequenzen fällt zunehmend, sowohl auf der Entfernung vom Maximalempfindlichkeitsgebiet als auch auf dem Niveau abhängend. Jedoch differenzieren Menschen noch zwischen dem weißen rosa und Geräuschgeräusch mit der Bequemlichkeit.

Grafische Equalizer teilen auch Signale in Bänder logarithmisch und Berichtsmacht durch Oktaven; Audioingenieure stellen rosa Geräusch durch ein System, um zu prüfen, ob es eine flache Frequenzantwort im Spektrum von Interesse hat. Systeme, die keine flache Antwort haben, können durch das Schaffen eines "Spiegelimages" das Verwenden eines grafischen Equalizers gleichgemacht werden. Weil rosa Geräusch eine Tendenz hat, in natürlichen physischen Systemen vorzukommen, ist es häufig in der Audioproduktion nützlich. Rosa Geräusch kann bearbeitet, gefiltert werden, und/oder Effekten können hinzugefügt werden, um gewünschte Töne zu erzeugen. Rosa Geräuschgeneratoren sind gewerblich verfügbar.

Ein Parameter des Geräusches, der Spitze gegen den durchschnittlichen Energieinhalt, oder Kamm-Faktors, ist wichtig, um Zwecke, solcher bezüglich Verstärker- und Lautsprecher-Fähigkeiten zu prüfen. Verschiedene Kamm-Faktoren des rosa Geräusches können in Simulationen von verschiedenen Niveaus der dynamischen Reihe-Kompression in Musik-Signalen verwendet werden. Ein definierter Kamm-Faktor ist auch für Beständigkeits- oder Hitzetests auf Lautsprechern oder Macht-Verstärkern wichtig, weil die Signalmacht eine direkte Funktion des Kamm-Faktors ist. Auf einigen rosa Digitalgeräuschgeneratoren kann der Kamm-Faktor angegeben werden, weil der Algorithmus angepasst werden kann, um bestimmte Niveaus nie zu überschreiten.

Generalisation zu mehr als einer Dimension

Das Spektrum des rosa Geräusches ist 1/f nur für eindimensionale Signale. Für zweidimensionale Signale, z.B, Images, ist das Spektrum zu f gegenseitig. Im Allgemeinen, in einem n-dimensional System, ist das Spektrum zu f gegenseitig. Für hoch-dimensionale Signale ist es noch (definitionsgemäß) wahr, dass jede Oktave einen gleichen Betrag der Geräuschmacht trägt. Das Frequenzspektrum von zweidimensionalen Signalen ist auch zum Beispiel zweidimensional, und das durch folgende Oktaven bedeckte Gebiet ist viermal so groß.

Ereignis

1/-ƒ-Geräusch kommt in vielen physischen, biologischen und Wirtschaftssystemen vor. Einige Forscher beschreiben es als, allgegenwärtig zu sein. In physischen Systemen ist es in einer meteorologischen Datenreihe, der elektromagnetischen Strahlenproduktion von einigen astronomischen Körpern, und in fast allen elektronischen Geräten (gekennzeichnet als Flackern-Geräusch) da. In biologischen Systemen ist es in geschlagenen Rhythmen des Herzens, Nerventätigkeit und der Statistik von DNA-Folgen da. In Finanzsystemen wird es häufig eine langfristige Speicherwirkung genannt. Außerdem beschreibt es die statistische Struktur von vielen natürlichen Images (Images von der natürlichen Umgebung).

Kürzlich, 1/f Geräusch ist auch auf das Modellieren von geistigen Staaten in der Psychologie erfolgreich angewandt worden.

Richard F. Voss und J. Clarke behaupten, dass fast alle Musikmelodien, wenn jedes aufeinander folgende Zeichen auf einer Skala von Würfen geplant wird, zu einem rosa Geräuschspektrum neigen werden. Ähnlich allgemein 1/f Vertriebsmuster ist in der Filmschuss-Länge vom Forscher James E. Cutting von der Universität von Cornell in der Studie von 150 populärem von 1935 bis 2005 veröffentlichtem Kino beobachtet worden.

Obwohl selbstorganisiert, ist criticality im Stande gewesen, 1/f Geräusch in sandpile Modellen wieder hervorzubringen, es gibt keine einfachen mathematischen Modelle, um rosa Geräusch zu schaffen. Es wird gewöhnlich durch die Entstörung weißen Geräusches erzeugt.

Es gibt viele Theorien des Ursprungs des 1/ƒ-Geräusches. Einige Theorien versuchen, universal zu sein, während andere auf nur einen bestimmten Typ des Materials wie Halbleiter anwendbar sind. Universale Theorien des 1/ƒ-Geräusches bleiben eine Sache des aktuellen Forschungsinteresses.

Elektronische Geräte

Ein Pionierforscher in diesem Feld war Aldert van der Ziel.

In der Elektronik wird weißes Geräusch stärker sein als rosa Geräusch (Flackern-Geräusch) über etwas Eckfrequenz. Dort ist nicht tiefer gebunden zum rosa Geräusch in der Elektronik bekannt. Maße gemacht unten zu 10 Hz (Einnahme mehrerer Wochen) haben kein Aufhören des Rosa-Geräuschverhaltens gezeigt.

Eine rosa Geräuschquelle wird manchmal auf analogen Synthesizern eingeschlossen (obwohl eine weiße Geräuschquelle üblicher ist), sowohl als eine nützliche gesunde Audioquelle für die weitere Verarbeitung, als auch als eine Quelle von zufälligen Kontrollstromspannungen, um andere Teile des Synthesizers zu kontrollieren.

Die Hauptquellen des 1/f Geräusches in elektronischen Geräten sind fast unveränderlich die langsamen Schwankungen von Eigenschaften der Materialien der kondensierten Sache der Geräte. In vielen Fällen sind die spezifischen Quellen der Schwankungen bekannt. Diese schließen schwankende Konfigurationen von Defekten in Metallen, schwankenden Belegungen von Fallen in Halbleitern und schwankenden Bereichsstrukturen in magnetischen Materialien ein.

Die Erklärung für ungefähr 1/f geisterhafte Form erweist sich, relativ trivial zu sein, gewöhnlich aus einem Vertrieb von kinetischen Aktivierungsenergien der schwankenden Prozesse kommend. Da die Frequenzreihe des typischen Geräuschexperimentes (z.B 1 Hz 1 Kilohertz) im Vergleich zu typischen mikroskopischen "Versuch-Frequenzen" niedrig ist (z.B 10 Hz), sind die Exponentialfaktoren in der Gleichung von Arrhenius für die Raten groß. Relativ kleine Ausbreitungen in den Aktivierungsenergien, die in diesen Hochzahlen dann erscheinen, laufen auf große Ausbreitungen von charakteristischen Raten hinaus. Im einfachsten Spielzeugfall gibt ein flacher Vertrieb von Aktivierungsenergien genau ein 1/f Spektrum, weil d (ln (f))/df = 1/f.

Siehe auch

• Architektonische Akustik
• Audiosignal, das in einer Prozession geht
• Geräusch von Brownian
• Weißes Geräusch
• Farben des Geräusches
• Kamm-Faktor
• Fractal
• Flackern-Geräusch
• Geräusch von Johnson-Nyquist
• Geräusch (Physik)
• Quant 1/f Geräusch
• Selbstorganisierter criticality
• Schuss-Geräusch
• Lassen Sie Maskierung erklingen
• Statistik

Kommentare

• A. Chorti und M. Brookes (2007), "Auflösung des nahen Transportunternehmens geisterhafte Unendlichkeit wegen des 1/ƒ-Phase-Geräusches in Oszillatoren", ICASSP 2007, Vol. 3, am 15-20 April 2007, Pages:III-1005 - III-1008, DOI 10.1109/ICASSP.2007.366852

Links

• Powernoise: Software von Matlab, um 1/ƒ-Geräusch, oder mehr allgemein, 1/ƒ-Geräusch zu erzeugen
• Eine Bibliografie auf dem 1/ƒ-Geräusch
• 1/f-Geräusch an Scholarpedia