Biely šum ružový šum hnedý šum. Podľa povahy výskytu

LEN PROFESIONALITA

Farby hluku

Šumové farby sú systémom pojmov, ktoré priraďujú určité farby určitým typom šumových signálov na základe analógie medzi spektrom signálu ľubovoľnej povahy (presnejšie jeho spektrálnou hustotou alebo, matematicky povedané, distribučnými parametrami náhodného procesu). ) a spektrá rôznych farieb viditeľného svetla.

Táto abstrakcia je široko používaná v odvetviach techniky, ktoré sa zaoberajú hlukom (akustika, elektronika, fyzika atď.).

Biely šum je signál s rovnomernou spektrálnou hustotou na všetkých frekvenciách a rozptylom rovným nekonečnu. Je to stacionárny náhodný proces.

Inými slovami, takýto signál má rovnaký výkon v akomkoľvek frekvenčnom pásme. Napríklad 20 hertzové pásmo signálu medzi 40 a 60 hertzmi má rovnakú silu ako pásmo medzi 4000 a 4020 hertzmi. Neobmedzená frekvencia biely šum je možné len teoreticky, keďže v tomto prípade je jeho sila nekonečná. V praxi môže byť signálom iba biely šum v rámci obmedzeného frekvenčného pásma.

Ružový šum

Spektrálna hustota ružového šumu je daná ~1/f (hustota je nepriamo úmerná frekvencii). Rovnomerne pri akejkoľvek frekvencii. Napríklad výkon signálu vo frekvenčnom pásme medzi 40 a 60 hertzmi sa rovná výkonu v pásme medzi 4000 a 6000 hertzmi. Spektrálna hustota takéhoto signálu v porovnaní s bielym šumom utlmí o 3 decibely na oktávu.

Príkladom ružového šumu je zvuk letiaceho vrtuľníka. Ružový šum sa nachádza napríklad v srdcových rytmoch, v grafoch elektrickej aktivity v mozgu, v elektromagnetická radiácia kozmických telies
Niekedy je ružový šum akýkoľvek šum, ktorého spektrálna hustota klesá so zvyšujúcou sa frekvenciou.

Modrý (azúrový) šum

Modrý šum- druh signálu, ktorého spektrálna hustota sa zvyšuje o 3 dB na oktávu. To znamená, že jeho spektrálna hustota je úmerná frekvencii a podobne ako v prípade bieleho šumu musí byť v praxi frekvenčne obmedzená. Pre ucho je modrý šum vnímaný ako ostrejší ako biely šum. Modrý šum sa získa diferenciáciou ružového šumu; ich spektrá sú zrkadlové.

Brownov (červený) šum

Spektrálna hustota červeného šumu je úmerná 1/f², kde f je frekvencia. To znamená, že na nízke frekvencie ach hluk má viac energie, dokonca viac ako ružový šum. Energia hluku klesá o 6 decibelov na oktávu. Akustický červený šum je počuť ako tlmený v porovnaní s bielym alebo ružovým šumom. Spektrum červeného šumu (na logaritmickej stupnici) je zrkadlovým opakom spektra fialového šumu.
Pre ucho je Brownov šum vnímaný ako „teplejší“ ako biely šum.

Fialový šum

Ide o typ signálu, ktorého spektrálna hustota sa zvyšuje o 6 dB na oktávu. To znamená, že jeho spektrálna hustota je úmerná druhej mocnine frekvencie a podobne ako v prípade bieleho šumu by mala byť v praxi organická vo frekvencii. Fialový šum sa získa diferenciáciou bieleho šumu. Spektrum fialového šumu je zrkadlovým opakom spektra červenej.

Šedý šum

Pojem šedý šum sa vzťahuje na šumový signál, ktorý má rovnakú hlasitosť ľudské ucho v celom frekvenčnom rozsahu. Spektrum šedého šumu sa získa pridaním spektier Brownovho a fialového šumu. Spektrum šedého šumu má veľký pokles v stredných frekvenciách, ale ľudské ucho vníma šedý šum rovnakým spôsobom ako biely šum.

Existujú aj iné, „menej oficiálne“ farby:

Oranžový šum je šum s konečnou spektrálnou hustotou. Spektrum takéhoto šumu má pruhy nulovej energie rozptýlené po celom spektre. Tieto pruhy sú umiestnené na frekvenciách hudobných nôt.

Červený šum môže byť buď synonymom pre hnedý alebo ružový šum, alebo označením pre prirodzený šum charakteristický pre veľké vodné plochy – moria a oceány, ktoré pohlcujú vysoké frekvencie. Červený šum je počuť z brehu zo vzdialených objektov nachádzajúcich sa v oceáne.

Zelený šum - šum prírodné prostredie. Podobne ako ružový šum so zvýšenou frekvenčnou oblasťou okolo 500 Hz.

Čierny šum
Pojem „čierny šum“ má niekoľko definícií:

-Ticho
Šum so spektrom 1/f, kde > 2. Používa sa na simuláciu rôznych prirodzené procesy. Považuje sa za charakteristiku „prírodných katastrof a katastrof spôsobených človekom, ako sú záplavy, zosuvy pôdy atď.

-Ultrazvukový biely šum(s frekvenciou viac ako 20 kHz), podobne ako pri tzv. „čierne svetlo“ (s príliš vysokými frekvenciami na to, aby ich bolo možné vnímať, ale schopné ovplyvniť pozorovateľa alebo prístroje). Šum, ktorého spektrum má prevažne nulovú energiu až na niekoľko vrcholov.

Hluk- náhodné kolísanie rôznych fyzickej povahy, charakterizované zložitosťou ich časovej a spektrálnej štruktúry.

• Pôvodne slovo hluk súvisia výlučne so zvukovými vibráciami, ale v moderná veda bol rozšírený o ďalšie druhy vibrácií (rádio, elektrina).

  Klasifikácia hluku

  Hluk- súbor aperiodických zvukov rôznej intenzity a frekvencie. Z fyziologického hľadiska je hlukom každý nepriaznivo vnímaný zvuk.

  Podľa spektra

  Hluky sa delia na stacionárne a nestacionárne.

  Podľa povahy spektra

  Podľa povahy spektra sa hluk delí na:

• širokopásmový šum so spojitým spektrom širokým viac ako 1 oktáva;
• tónový šum, v spektre ktorého sú výrazné tóny. Tón sa považuje za vyslovený, ak jedno z tretinových oktávových frekvenčných pásiem prevyšuje ostatné aspoň o 7 dB.

Podľa frekvencie (Hz)

Podľa frekvenčnej odozvy sa hluk delí na:

• nízka frekvencia (<400 Гц)
• stredná frekvencia (400-1000 Hz)
• vysoká frekvencia (> 1000 Hz)

Podľa časových charakteristík

• konštantný;
• nestabilné, ktoré sa zase delia na oscilačné, prerušované a impulzívne.

Podľa povahy výskytu

• Mechanický
• Aerodynamický
• Hydraulické
• Elektromagnetické

  Meranie hluku

  Na kvantifikáciu hluku sa používajú spriemerované parametre určené na základe štatistických zákonov. Na meranie hlukových charakteristík sa používajú zvukomery, frekvenčné analyzátory, korelometre atď.

  Hlučnosť sa najčastejšie meria v decibeloch.

  Intenzita zvuku v decibeloch

• Konverzácia: 40-45
• Kancelária: 50-60
• Ulica: 70-80
• Továreň (ťažký priemysel): 70-110
• Reťazová píla: 100
• Štart tryskami: 120
• Vuvuzela: 130

Zdroje hluku

Zdroje akustický hluk môžu slúžiť akékoľvek vibrácie v pevných, kvapalných a plynných médiách; V technike sú hlavnými zdrojmi hluku rôzne motory a mechanizmy. Všeobecne sa uznáva nasledujúca klasifikácia hluku podľa jeho zdroja: - mechanický; - hydraulické; - aerodynamický; - elektrický.

Zvýšený hluk strojov a mechanizmov je často znakom porúch alebo iracionálnych návrhov. Medzi zdroje hluku vo výrobe patrí doprava, technologické zariadenia, ventilačné systémy, pneumatické a hydraulické agregáty, ako aj zdroje spôsobujúce vibrácie.

Neakustické zvuky

Elektronický šum- náhodné kolísanie prúdov a napätí v rádiu elektronické zariadenia, vznikajú ako dôsledok nerovnomernej emisie elektrónov v elektrických vákuových zariadeniach (šum výstrelu, blikania), nerovnomerné procesy generovania a rekombinácie nosičov náboja (vodivé elektróny a diery) v polovodičových zariadeniach, tepelný pohyb nosičov prúdu vo vodičoch (tepelné hluk), tepelné žiarenie Zeme A zemskú atmosféru, ako aj planéty, Slnko, hviezdy, medzihviezdne médium atď. (vesmírny šum).

Vplyv hluku na človeka

Hluk v audio rozsahu vedie k zníženej pozornosti a zvýšeným chybám pri hraní rôzne druhy Tvorba Hluk spomaľuje reakciu človeka na signály prichádzajúce z technických zariadení. Hluk tlmí centrálu nervový systém(CNS), spôsobuje zmeny v frekvencii dýchania a pulzu, prispieva k poruchám metabolizmu, vzniku srdcovo-cievne ochorenia, žalúdočné vredy, hypertenzia. Pri vystavení hluku vysoké úrovne(viac ako 140 dB) možné prasknutie ušné bubienky, otras mozgu a pri ešte vyšších úrovniach (viac ako 160 dB) a smrť.

Hygienická regulácia hluku

Na určenie prípustnej hladiny hluku na pracoviskách, obytných priestoroch, verejných budovách a obytných priestoroch sa používa GOST 12.1.003-83. SSBT „Hluk. Všeobecné bezpečnostné požiadavky“, SN 2.2.4/2.1.8.562-96 „Hluk na pracoviskách, v obytných a verejných budovách a v obytných oblastiach“.

Normalizácia hluku v audio rozsahu sa vykonáva dvoma spôsobmi: podľa spektra maximálnej hladiny hluku a podľa dBA. Prvá metóda stanovuje limit prípustné úrovne(PD) v deviatich oktávových pásmach s geometrickými strednými frekvenciami 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz. Druhá metóda sa používa na normalizáciu nekonštantného šumu a v prípadoch, keď nie je známe spektrum skutočného šumu. Štandardizovaným ukazovateľom je v tomto prípade ekvivalentná hladina širokopásmového zvuku neustály hluk, ktorý má na človeka rovnaký vplyv ako skutočný prerušovaný hluk meraný na stupnici A zvukomeru.

Farby hluku

Farby hluku- systém pojmov, ktorý priraďuje určité farby určitým typom šumových signálov na základe analógie medzi spektrom signálu ľubovoľnej povahy (presnejšie jeho spektrálnou hustotou alebo, matematicky povedané, distribučnými parametrami náhodného procesu) a spektrá rôznych farieb viditeľného svetla. Táto abstrakcia je široko používaná v odvetviach techniky, ktoré sa zaoberajú hlukom (akustika, elektronika, fyzika atď.).

biely šum

biely šum- stacionárny šum, ktorého spektrálne zložky sú rovnomerne rozložené v celom rozsahu príslušných frekvencií. Príklady bieleho šumu sú šum blízkeho vodopádu (hluk vzdialeného vodopádu je ružový, pretože vysokofrekvenčné zložky zvuku sú vo vzduchu tlmené viac ako nízkofrekvenčné) alebo Schottkyho šum na vysokoodporových termináloch. Dostal svoje meno od biele svetlo, obsahujúci elektromagnetické vlny o frekvenciách celého viditeľného rozsahu elektromagnetického žiarenia.

V prírode a technológii sa „čistý“ biely šum (t. j. biely šum s rovnakým spektrálnym výkonom na všetkých frekvenciách) nevyskytuje (vzhľadom na skutočnosť, že takýto signál by mal nekonečnú silu), avšak akýkoľvek šum, ktorého spektrálna hustota je rovnaký (alebo mierne odlišný) v uvažovanom frekvenčnom rozsahu.

Štatistické vlastnosti

Termín „biely šum“ sa zvyčajne používa na signál, ktorý má autokorelačnú funkciu, matematicky opísanú Diracovou delta funkciou vo všetkých dimenziách. viacrozmerný priestor, v ktorej sa tento signál zvažuje. Signály s touto vlastnosťou možno považovať za biely šum. Táto štatistická vlastnosť je základná pre signály tohto typu.

Skutočnosť, že biely šum nie je korelovaný v čase (alebo v akomkoľvek inom argumente), neurčuje jeho hodnoty v časovej (alebo inom uvažovanom argumente) doméne. Množiny prijímané signálom môžu byť ľubovoľné až po hlavnú štatistickú vlastnosť (konštantná zložka takéhoto signálu sa však musí rovnať nule). Napríklad binárny signál, ktorý môže nadobudnúť iba hodnoty rovné nule alebo jednotke, bude bielym šumom iba vtedy, ak sekvencia núl a jednotiek nie je korelovaná. Signály so spojitou distribúciou (napr. normálne rozdelenie), môže byť aj biely šum.

Diskrétny biely šum je jednoducho sekvencia nezávislých (tj štatisticky nie spriaznený priateľ s priateľom) čísla.

Blikanie, ružový šum

blikanie (blikanie, 1/f hluk, Niekedy ružový šum v úzkom aplikovanom chápaní takéhoto pojmu) - elektronický šum pozorovaný v takmer všetkých elektronických zariadeniach; jeho zdrojom môžu byť nehomogenity vo vodivom prostredí, generovanie a rekombinácia nosičov náboja v tranzistoroch atď. Zvyčajne sa spomína v súvislosti s jednosmerným prúdom.

Blikajúci šum má spektrum ružového šumu, preto sa mu tak niekedy hovorí. Ružový šum by sa však mal rozlišovať ako matematický model signál určitý typ a blikajúci šum, ako dobre definovaný jav v elektrických obvodoch.

V roku 1996 V. P. Koverdoy a V. N. Skokov v Ústave termofyziky, Uralská pobočka Ruskej akadémie vied, experimentálne objavili intenzívne tepelné pulzácie počas prechodu z režimu varu jadier. tekutý dusík k filmu v tepelnej sekcii vysokoteplotného supravodiča. Spektrum týchto pulzácií zodpovedá blikajúcemu šumu

Červený šum

Červený šum (Brownov šum) je šumový signál, ktorý vytvára Brownov pohyb. Pretože v angličtine je tzv Hnedý (brownovský) šum, jeho názov sa často prekladá do ruštiny ako hnedý šum.
Spektrálna hustota červeného šumu je úmerná 1/f², kde f je frekvencia. To znamená, že pri nízkych frekvenciách má hluk viac energie, dokonca viac ako ružový šum. Energia hluku klesá o 6 decibelov na oktávu. Akustický červený šum je počuť ako tlmený v porovnaní s bielym alebo ružovým šumom

Modrý (azúrový) šum

Modrý šum je typ signálu, ktorého spektrálna hustota sa zvyšuje o 3 dB na oktávu. To znamená, že jeho spektrálna hustota rastie s frekvenciou a podobne ako v prípade bieleho šumu musí byť v praxi frekvenčne obmedzená. Pre ucho je modrý šum vnímaný ako ostrejší ako biely šum. Modrý šum sa získa diferenciáciou ružového šumu; ich spektrá sú zrkadlové.

Fialový šum

Fialový šum je typ signálu, ktorého spektrálna hustota sa zvyšuje o 6 dB na oktávu. To znamená, že jeho spektrálna hustota je úmerná druhej mocnine frekvencie a podobne ako pri bielom šume musí byť v praxi frekvenčne obmedzená. Fialový šum sa získa diferenciáciou bieleho šumu. Spektrum fialového šumu je zrkadlovým opakom spektra červenej.

Šedý šum

Termín šedý šum sa vzťahuje na šumový signál, ktorý má rovnakú subjektívnu hlasitosť pre ľudský sluch v celom rozsahu vnímaných frekvencií. Spektrum šedého šumu sa získa pridaním spektier Brownovho a fialového šumu. Spektrum šedého šumu však vykazuje veľký „pokles“ pri stredných frekvenciách ľudský sluch subjektívne vníma šedý šum ako jednotný v spektrálnej hustote (bez prevahy akýchkoľvek frekvencií).

Slovník amerického federálneho telekomunikačného štandardu 1037C definuje biely, ružový, modrý a čierny šum.

Oranžový šum

Oranžový šum je kvázistacionárny šum s konečnou spektrálnou hustotou. Spektrum takéhoto šumu má pruhy nulovej energie rozptýlené po celom spektre. Tieto pruhy sú umiestnené na frekvenciách hudobných nôt.

Červený šum

Červený šum môže byť buď synonymom pre hnedý alebo ružový šum, alebo označením pre prirodzený šum charakteristický pre veľké vodné plochy – moria a oceány, ktoré pohlcujú vysoké frekvencie. Červený šum je počuť z brehu zo vzdialených objektov nachádzajúcich sa v oceáne.

Zelený šum

Zelený šum je hluk z prírodného prostredia. Podobne ako ružový šum so zvýšenou frekvenčnou oblasťou okolo 500 Hz

Čierny šum

Pojem „čierny šum“ má niekoľko definícií:

• Ticho
• Šum so spektrom 1/f β, kde β > 2 (Manfred Schroeder, “ Fraktály, chaos, mocenské zákony"). Používa sa na simuláciu rôznych prírodných procesov. Považované za charakteristické pre „prírodné a človekom spôsobené katastrofy, ako sú záplavy, krach na trhoch atď.
• Ultrazvukový biely šum (s frekvenciou viac ako 20 kHz), podobný tzv. „čierne svetlo“ (s príliš vysokými frekvenciami na to, aby ich bolo možné vnímať, ale schopné ovplyvniť pozorovateľa alebo prístroje).
• Šum, ktorého spektrum má prevažne nulovú energiu až na niekoľko vrcholov

Hluk je náhodná kombinácia zvukov rôznej intenzity a frekvencie. V praxi narábania s hlukom to znamená rušivý, nežiaduci zvuk. Vplyv hluku na človeka závisí od jeho hlavných charakteristík, ktorými sú:

- hladiny akustického tlaku (ďalej len SPL);

- frekvenčné zloženie (spektrum).

Akustický tlak je premenlivá časť tlaku generovaného pri prechode zvuková vlna v distribučnom prostredí. Táto sila pôsobiaca na jednotku plochy sa meria v pascaloch (Pa).

Akustický tlak vo vzduchu sa pohybuje od 10–5 Pa v blízkosti prahu sluchu do 103 Pa. Pri priemernej hlasitosti hovoru je premenlivá zložka akustického tlaku asi 0,1 Pa.

Minimálny akustický tlak, na ktorý ľudské ucho reaguje, je 2,10–5 Pa a maximálny akustický tlak vnímaný bez pocitu bolesti je 102 Pa (obrázok 1.6). Preto rozsah vnímaných akustických tlakov ľudské ucho, je 107 Pa.

p, Pa

2 × 10-4

2 × 10-5

kde p je stredná kvadratická hodnota akustického tlaku, meraná v pascaloch;

p 0 – nulový prah sluchu, to znamená tlak zodpovedajúci prahu citlivosti ľudského ucha pri frekvencii 1000 Hz (p 0 = 2·10–5).

Ľudské sluchové orgány sú schopné vnímať vibrácie s frekvenciami v rozsahu od

16–20 Hz až 16–20 kHz.

Rovina medzi prahom sluchu a prah bolesti nazývaná rovina počuteľnosti. Táto rovina je charakterizovaná nasledujúcimi údajmi:

- podľa frekvencie vibrácií - 16–20 Hz – 16–20 kHz;

- podľa akustického tlaku – 0 – 130–140 dB.

Hladina zvuku je integrálnou charakteristikou hluku, tak zistil široké uplatnenie v meracej technike a štandardizácii hluku.

Časovo priemerná hodnota akustického výkonu na jednotku plochy sa nazýva intenzita zvuku.

Intenzita zvuku sa hodnotí úrovňou intenzity na stupnici de-

kde I – stredné hodnoty intenzity;

I 0 = 10–12 W/m2 – hodnota nulového prahu intenzity zvuku.

Intenzita zvuku súvisí s hlasitosťou zvuku – hodnotou, ktorá charakterizuje sluchový vnem daného zvuku (obrázok 1.8). Hlasitosť zvuku závisí komplexným spôsobom od akustického tlaku (intenzita zvuku). Pri konštantnej frekvencii a tvare vibrácií sa hlasitosť zvuku zvyšuje so zvyšujúcou sa intenzitou zvuku (akustickým tlakom). Pri rovnakom akustickom tlaku je hlasitosť zvuku harmonických vibrácií rôzne frekvencie iný, teda na rôzne frekvencie Zvuky rôznej intenzity môžu mať rovnakú hlasitosť.

Hlasitosť zvuku pri danej frekvencii sa hodnotí porovnaním s hlasitosťou čistého tónu s frekvenciou 1000 Hz. Hladina akustického tlaku (v dB) čistého tónu s frekvenciou 1000 Hz, ktorý je rovnako hlasný ako meraný zvuk, sa nazýva hladina fonónovej hlasitosti tohto zvuku (obrázok 1.7).

Obrázok 1.7 – Krivky rovnakej hlasitosti

Ako je možné vidieť z kriviek rovnakej hlasitosti zobrazených na obrázku 1.7, na získanie úrovne hlasitosti pozadia 4 pri frekvencii 500 Hz je potrebný akustický tlak 20 dB a pre rovnakú úroveň hlasitosti pri frekvencii 20 Hz je potrebný akustický tlak 60 dB.

Z kriviek znázornených na grafe je zrejmé, že pri úrovni 30–40 pozadia pri frekvencii 1000 Hz vo frekvenčnom rozsahu 250–500 Hz sa hlasitosť zníži približne o 6 dB.

Celý rozsah intenzít, pri ktorých vlna vyvoláva zvukový vnem v ľudskom uchu (od 10–12 do 10 W/m2), zodpovedá úrovniam hlasitosti od 0 do 130 dB. Tabuľka 1.2 zobrazuje približné úrovne hlasitosti pre niektoré zvuky.

Tabuľka 1.2 - Približné úrovne hlasitosti pre niektoré zvuky

	Odhad hlasitosti zvuku		Zdroj zvuku
		zvuk, dB
	Veľmi tichý		Priemerná prahová citlivosť
	Tichý šepot (1,5 m)		ušné problémy
			Mechanické tikot steny
			Schody na mäkkom koberci (3–4 m)
			Tichý rozhovor
	Mierne		Osobné auto (10 – 15 m)
			Stredne hlučná ulica
			Pokojný rozhovor (1 m)
	Veľmi hlasný		Hlučná ulica
			Symfonický orchester
			Pneumatické kladivo
	Ohlušujúce		Hrom nad hlavou
			Zvuk je vnímaný ako bolesť

Klasifikácia hluku pôsobiaceho na človeka

1. Na základe povahy spektra hluku sa rozlišujú:

- tónový šum, v spektre ktorého sú výrazné tóny. Tónová povaha hluku sa pre praktické účely zisťuje meraním v 1/3 oktávových frekvenčných pásmach prevýšením úrovne v jednom pásme nad susednými aspoň o 10 dB.

2. Podľa časových charakteristík hluku existujú:

- stály hluk, ktorého hladina zvuku počas 8-hodinového pracovného dňa alebo počas meraní v priestoroch obytných a verejných budov, v obytných oblastiach, sa v priebehu času mení najviac o 5 dBA pri meraní na časovej charakteristike zvukomera „pomaly“;

- prerušovaný hluk, ktorého úroveň sa mení 8 hodinový pracovný deň, pracovná zmena alebo pri meraniach v priestoroch bytových a verejných budov, v bytových priestoroch mení podľa

čas o viac ako 5 dBA pri meraní na „pomalej“ časovej charakteristike zvukomera.

Variabilné zvuky sú rozdelené do nasledujúcich typov:

- časovo kolísavý hluk, ktorého hladina zvuku sa plynule mení v čase;

- prerušovaný hluk, ktorého hladina zvuku sa postupne mení (o 5 dBA alebo viac) a trvanie intervalov, počas ktorých hladina zostáva konštantná, je 1 sekunda alebo viac;

- impulzný šum pozostávajúci z jedného alebo viacerých zvukové signály, z ktorých každá trvá menej ako 1 sekundu, pričom hladiny zvuku v dBAI a dBA, merané na „pulznej“ a „pomalej“ časovej charakteristike, sa líšia najmenej o 7 dB.

Šumové farby sú systémom pojmov, ktoré priraďujú určité farby určitým typom šumových signálov na základe analógie medzi spektrom signálu ľubovoľnej povahy (presnejšie jeho spektrálnou hustotou alebo, matematicky povedané, distribučnými parametrami náhodného procesu). ) a spektrá rôznych farieb viditeľného svetla. Táto abstrakcia je široko používaná v oblastiach techniky zaoberajúcej sa hlukom (akustika, elektronika, fyzika atď.).

Farebné zhody rôzne druhyšumový signál sa určuje pomocou grafov (histogramov) spektrálnej hustoty, to znamená rozdelenia výkonu signálu podľa frekvencie.

Biely šum je signál s rovnomerným spektrom na všetkých frekvenciách (obrázok 1.8). Inými slovami, takýto signál má v každom rovnakú silu

bojové frekvenčné pásmo. Napríklad signálové pásmo 20 Hz medzi 40 a 60 Hz má rovnaký výkon ako signálové pásmo medzi 4000 a 4020 Hz. Neobmedzená frekvencia bieleho šumu je možná len teoreticky, pretože v tomto prípade je jeho sila nekonečná. V praxi môže byť signálom iba biely šum v rámci obmedzeného frekvenčného pásma.

Obrázok 1.8 – Spektrálna hustota bieleho šumu

Spektrálna hustota ružového šumu je určená vzorcom 1/f (hustota je nepriamo úmerná frekvencii), to znamená, že je jednotná na logaritmickej frekvenčnej škále (obrázok 1.9). Napríklad výkon signálu vo frekvenčnom pásme medzi 40 a 60 Hz sa rovná výkonu v pásme medzi 4000 a 6000 Hz. Spektrálna hustota takéhoto signálu v porovnaní s bielym šumom utlmí o 3 dB na oktávu. Príkladom ružového šumu je zvuk letiaceho vrtuľníka. Ružový šum sa nachádza napríklad v srdcových rytmoch, v grafoch elektrickej aktivity mozgu, v elektromagnetickom žiarení kozmických telies.

Niekedy je ružový šum akýkoľvek šum, ktorého spektrálna hustota klesá so zvyšujúcou sa frekvenciou.

Obrázok 1.9 – Spektrálna hustota ružového šumu

Brownov šum je podobný ružovému šumu, ale jeho spektrálna hustota sa tlmí o 6 dB na oktávu (obrázok 1.10). To znamená, že jeho spektrálna hustota je nepriamo úmerná druhej mocnine frekvencie. Brownov šum možno získať integráciou bieleho šumu alebo použitím algoritmu, ktorý simuluje Brownov pohyb. Spektrum červeného šumu (na logaritmickej stupnici) je zrkadlovým opakom spektra fialového šumu. Niekedy sa tento hluk nazýva aj hnedý, pretože jeden z prekladov priezviska Brown je „hnedý“. Pre ucho je Brownov šum vnímaný ako „teplejší“ ako biely šum.

I , HzHnedý šum

f, Hz

Obrázok 1.10 – Spektrálna hustota hnedého šumu

Tiež najbežnejšie:

a) modrý šum – typ signálu, ktorého spektrálna hustota sa zvyšuje o 3 dB na oktávu; b) fialový šum – typ signálu, ktorého spektrálna hustota sa zvyšuje

je nastavený na 6 dB na oktávu; c) šedý šum - spektrum šedého šumu získame sčítaním spektier

Hnedý a fialový šum.

Biely šum. Aký je prínos?

Viete, čo je biely šum? Pocítili ste niekedy jeho účinky? Aká je výhoda bieleho šumu a v princípe niečo také existuje?

Teraz sa pokúsim odpovedať na tieto otázky!

Takže biely šum je stacionárny šum, ktorého spektrálne zložky sú rovnomerne rozložené v celom rozsahu príslušných frekvencií, ako nám hovorí Wikipedia. Inými slovami, ide o širokopásmové žiarenie pozostávajúce zo všetkých vlnových dĺžok približne rovnakej intenzity alebo maximálneho možného spektra takýchto rôznych vlnových dĺžok.

Svoj názov dostal analogicky s bielym svetlom - efektom pozorovaným vo viditeľnej časti slnečné svetlo: Ak sa zmiešajú všetky farby viditeľného spektra svetla, získajú bielu farbu.

V oblasti počuteľné frekvencie Príkladom bieleho šumu je zvuk vodopádu.

V pokračovaní takejto vedeckej metafory!

Existuje aj koncept farebného šumu: šum rôzne farby. A pri všetkej ich rozmanitosti najvyššia hodnota má tri typy hluku: biely šum, hnedý šum a ružový šum.

Všetky tri hlavné typy hluku sú bežné:

Ak sú rôzne faktory náhodne zmiešané, a biely šum- dá sa to vypočuť napríklad naladením starého rádia na vlnu, ktorá nemá rádiové stanice. Ďalším príkladom je tepelný šum v polovodičoch. Vzniká chaotickými vibráciami atómov a pri vysokom zosilnení je celkom dobre počuteľný v akomkoľvek zariadení na reprodukciu zvuku. Pôvod bieleho šumu je jasný – ide len o hazardnú hru.

Hnedý šum. Pri nízkych frekvenciách má hluk viac energie ako pri vysokých frekvenciách. Akustický hnedý (alebo červený) šum je počuť ako tlmený v porovnaní s bielym alebo ružovým šumom. Jeho farba nemá nič spoločné hnedá svetlo, ktoré tomu zodpovedá. Brown – od slova Brown, Brownov pohyb. Hnedý šum je pre ucho vnímaný ako „teplejší“ ako biely. Je tiež rozšírený v prírode a nie je to prekvapujúce - koniec koncov, je generovaný náhodnou chôdzou. Napríklad zodpovedá morským vlnám a prirodzene Brownovmu pohybu častíc.

Ružový šum, je napriek svojmu nejasnému pôvodu mimoriadne častá. Prvýkrát upútala pozornosť, keď si fyzici všimli, že niektoré polovodičové zariadenia vydávajú zvláštny zvuk. Okrem bežného tepelného bieleho šumu zistili prítomnosť šumu, ktorý mal viac nízkych a veľmi nízkych frekvencií. Ukázalo sa, že sila tohto hluku je nepriamo úmerná jeho frekvencii a tento vzťah platí aj pre frekvencie tisícin hertzov. To znamená, že niektoré procesy trvajúce niekoľko dní alebo viac prebiehajú v polovodičoch, ktoré generujú tento hluk. Nazývalo sa to "blikavý šum", čo je teraz iný názov pre ružový šum. Príklady: vzdialený hluk vodopádu (keďže vysokofrekvenčné zložky zvuku sú vo vzduchu utlmené viac ako nízkofrekvenčné), zvuk letiaceho vrtuľníka, tento hluk nájdeme napríklad aj v srdcových rytmoch, v grafy elektrickej aktivity mozgu, v elektromagnetickom žiarení kozmických telies.

Chcel by som tiež vyzdvihnúť zelený šum- hluk z prírodného prostredia. Spektrum je podobné ako pri ružovom šume s „špicom“ okolo 500 Hz. Zelený šum tiež označuje stredné frekvencie bieleho šumu.

Ako farebný šum ovplyvňuje človeka?

Ako ste už pravdepodobne uhádli - rôznymi spôsobmi! Samozrejme, toto všetko je individuálne. Chuť a farba... ako sa hovorí! Ale mnohí si všimli, že tento hluk pomáha sústrediť sa, ak je okolo hlučné prostredie, pomáha odvrátiť pozornosť od akýchkoľvek myšlienok, relaxovať, zaspať, upokojiť sa plačúce dieťa a dokonca sa upokojiť bolesť hlavy!

Ako tieto zaujímavé vlastnosti Na jednej anglickej stránke som našiel:

biely šum(na všetkých frekvenciách) je účinným maskovačom vonkajšieho hluku, pretože pokrýva široký rozsah "spektra". Je to skvelé na čítanie, štúdium a akúkoľvek inú činnosť, ktorá si vyžaduje koncentráciu.

Ružový šum(zmes vysokých a nízkych frekvencií) pomôže zmierniť stres a vyrovnať sa s napätím. Vytvára terapeutické prostredie, ktoré uvoľní vašu myseľ a telo.

Hnedý šum(používa nízke zvukové frekvencie) pomáha zlepšovať spánok, maskuje tinitus a znižuje bolesti hlavy. Pomôže tiež upokojiť vaše deti a zvieratá.

Tu je zaujímavé video! Skeptici by sa mali nad tým zamyslieť)))

Samozrejme, všetko je individuálne. A pravdepodobne by sme nemali stopercentne dúfať v zázračný účinok týchto zvukov. Vyskúšajte, uvidíte, čo vám vyhovuje, ale nepreháňajte to! Hluky... zvuky prírody... To všetko je dobré! Niekedy je však lepšie ísť von do prírody (a to môže urobiť raz za týždeň takmer každý!).