Beyaz gürültü pembe gürültü kahverengi gürültü. Oluşumun doğası gereği

SADECE PROFESYONELLİK

Gürültü renkleri

Gürültü renkleri, rastgele nitelikteki bir sinyalin spektrumu (daha kesin olarak, spektral yoğunluğu veya matematiksel olarak konuşursak, rastgele bir sürecin dağılım parametreleri) arasındaki analojiye dayalı olarak belirli gürültü sinyali türlerine belirli renkler atayan bir terimler sistemidir. ) ve görünür ışığın çeşitli renklerinin spektrumları.

Bu soyutlama, gürültüyle ilgilenen teknoloji dallarında (akustik, elektronik, fizik vb.) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Beyaz gürültü, tüm frekanslarda tekdüze spektral yoğunluğa ve sonsuza eşit dağılıma sahip bir sinyaldir. Durağan rastgele bir süreçtir.

Başka bir deyişle, böyle bir sinyal herhangi bir frekans bandında aynı güce sahiptir. Örneğin 40 ila 60 hertz arasındaki 20 hertzlik bir sinyal bandı, 4000 ila 4020 hertz arasındaki bir bantla aynı güce sahiptir. Sınırsız frekans Beyaz gürültü yalnızca teoride mümkündür, çünkü bu durumda gücü sonsuzdur. Uygulamada bir sinyal yalnızca sınırlı bir frekans bandındaki beyaz gürültü olabilir.

Pembe gürültü

Pembe gürültünün spektral yoğunluğu ~1/f ile verilir (yoğunluk frekansla ters orantılıdır). Herhangi bir frekansta eşit olarak. Örneğin 40 ila 60 hertz arasındaki frekans bandındaki sinyal gücü, 4000 ila 6000 hertz arasındaki banttaki güce eşittir. Böyle bir sinyalin spektral yoğunluğu, beyaz gürültüyle karşılaştırıldığında oktav başına 3 desibel zayıflar.

Pembe gürültüye bir örnek, uçan bir helikopterin sesidir. Pembe gürültü, örneğin kalp ritimlerinde, beyindeki elektriksel aktivite grafiklerinde, Elektromanyetik radyasyon kozmik cisimler
Bazen pembe gürültü, frekans arttıkça spektral yoğunluğu azalan herhangi bir gürültüdür.

Mavi (mavi) gürültü

Mavi gürültü- spektral yoğunluğu oktav başına 3 dB artan bir sinyal türü. Yani spektral yoğunluğu frekansla orantılıdır ve beyaz gürültüye benzer şekilde pratikte frekansın sınırlı olması gerekir. Kulağa mavi gürültü beyaz gürültüden daha keskin algılanır. Mavi gürültü, pembe gürültünün farklılaştırılmasıyla elde edilir; spektrumları aynaya benzer.

Brownian (kırmızı) gürültü

Kırmızı gürültünün spektral yoğunluğu 1/f² ile orantılıdır; burada f frekanstır. Bu şu anlama geliyor: düşük frekanslar ah gürültünün enerjisi pembe gürültüden bile daha fazladır. Gürültü enerjisi oktav başına 6 desibel düşer. Akustik kırmızı gürültü, beyaz veya pembe gürültüye kıyasla boğuk duyulur. Kırmızı gürültünün spektrumu (logaritmik ölçekte), mor gürültünün spektrumunun tam tersidir.
Brown gürültüsü kulak tarafından beyaz gürültüden “daha ​​sıcak” olarak algılanır.

Mor gürültü

Bu, spektral yoğunluğu oktav başına 6 dB artan bir sinyal türüdür. Yani spektral yoğunluğu frekansın karesiyle orantılıdır ve beyaz gürültüye benzer şekilde pratikte frekansı organik olmalıdır. Mor gürültü, beyaz gürültünün farklılaştırılmasıyla elde edilir. Mor gürültünün spektrumu kırmızının spektrumunun tam tersidir.

Gri gürültü

Gri gürültü terimi, aynı ses düzeyine sahip bir gürültü sinyalini ifade eder. insan kulağı tüm frekans aralığı boyunca. Gri gürültü spektrumu, Brown ve mor gürültü spektrumlarının eklenmesiyle elde edilir. Gri gürültü spektrumu orta frekanslarda büyük bir düşüşe sahiptir, ancak insan kulağı gri gürültüyü beyaz gürültüyle aynı şekilde algılar.

Başka, “daha ​​az resmi” renkler de var:

Turuncu gürültü, sonlu spektral yoğunluğa sahip gürültüdür. Bu tür gürültünün spektrumu, spektrum boyunca dağılmış sıfır enerjili şeritlere sahiptir. Bu şeritler müzik notalarının frekanslarında bulunur.

Kırmızı gürültü, Brownian veya pembe gürültüyle eşanlamlı olabilir veya büyük su kütlelerinin (denizler ve okyanuslar) yüksek frekansları emen doğal gürültü karakteristiğinin bir tanımı olabilir. Okyanusta bulunan uzak nesnelerden kıyıdan kırmızı ses duyulur.

Yeşil gürültü - gürültü doğal çevre. 500 Hz civarında geliştirilmiş frekans bölgesi ile pembe gürültüye benzer.

Siyah gürültü
"Siyah gürültü" teriminin çeşitli tanımları vardır:

-Sessizlik
1/f spektrumlu gürültü; burada > 2. Çeşitli simülasyonları simüle etmek için kullanılır doğal süreçler. “Su baskını, toprak kayması vb. gibi doğal ve insan yapımı afetlerin” bir özelliği olarak kabul edilir.

-Ultrasonik beyaz gürültü(20 kHz'den fazla frekansta), sözde benzer. "siyah ışık" (algılanamayacak kadar yüksek frekanslara sahip ancak gözlemciyi veya cihazları etkileyebilen). Birkaç tepe noktası dışında spektrumu ağırlıklı olarak sıfır enerjiye sahip olan gürültü.

Gürültü- çeşitli rastgele dalgalanmalar fiziksel doğa, zamansal ve spektral yapılarının karmaşıklığı ile karakterize edilir.

• Başlangıçta kelime gürültü yalnızca ses titreşimleriyle ilgilidir, ancak modern bilim diğer titreşim türlerini (radyo, elektrik) kapsayacak şekilde genişletildi.

  Gürültü sınıflandırması

  Gürültü- değişen yoğunluk ve frekansta bir dizi aperiyodik ses. Fizyolojik açıdan bakıldığında gürültü, algılanan olumsuz herhangi bir sestir.

  Spektruma göre

  Gürültüler sabit ve sabit olmayan olarak ikiye ayrılır.

  Spektrumun doğası gereği

  Spektrumun doğasına bağlı olarak gürültü ikiye ayrılır:

• 1 oktav genişliğinden daha geniş sürekli spektruma sahip geniş bant gürültüsü;
• Spektrumda belirgin tonların bulunduğu tonal gürültü. Üçte bir oktav frekans bantlarından birinin diğerlerini en az 7 dB aşması durumunda bir tonun telaffuz edildiği kabul edilir.

Frekansa göre (Hz)

Frekans tepkisine göre gürültü ikiye ayrılır:

• düşük frekanslı (<400 Гц)
• orta frekans (400-1000 Hz)
• yüksek frekans (>1000 Hz)

Zaman özelliklerine göre

• devamlı;
• kararsız, bu da salınımlı, aralıklı ve dürtüsel olarak ikiye ayrılır.

Oluşumun doğası gereği

• Mekanik
• Aerodinamik
• Hidrolik
• Elektromanyetik

  Gürültü ölçümü

  Gürültüyü ölçmek için istatistiksel yasalara göre belirlenen ortalama parametreler kullanılır. Gürültü özelliklerini ölçmek için ses seviyesi ölçerler, frekans analizörleri, korelometreler vb. kullanılır.

  Gürültü seviyeleri çoğunlukla desibel cinsinden ölçülür.

  Desibel cinsinden ses yoğunluğu

• Konuşma: 40-45
• Ofis: 50-60
• Sokak: 70-80
• Fabrika (ağır sanayi): 70-110
• Testere: 100
• Jet fırlatma: 120
• Vuvuzela: 130

Gürültü kaynakları

Kaynaklar akustik ses katı, sıvı ve gazlı ortamlardaki her türlü titreşim hizmet edebilir; Teknolojide gürültünün ana kaynakları çeşitli motorlar ve mekanizmalardır. Gürültünün kaynağına göre aşağıdaki sınıflandırması genel olarak kabul edilmektedir: - mekanik; - hidrolik; - aerodinamik; - elektrik.

Makinelerin ve mekanizmaların artan gürültüsü genellikle arızaların veya mantıksız tasarımların işaretidir. Üretimdeki gürültü kaynakları arasında taşıma, teknolojik ekipmanlar, havalandırma sistemleri, pnömatik ve hidrolik ünitelerin yanı sıra titreşime neden olan kaynaklar da yer almaktadır.

Akustik olmayan sesler

Elektronik gürültü- radyodaki akım ve voltajlarda rastgele dalgalanmalar elektronik aletler, elektrikli vakum cihazlarında elektronların eşit olmayan emisyonu (atış gürültüsü, titreme gürültüsü), yarı iletken cihazlarda yük taşıyıcılarının (iletken elektronlar ve delikler) eşit olmayan üretim ve rekombinasyon süreçleri, iletkenlerdeki akım taşıyıcılarının termal hareketi (termal) sonucu ortaya çıkar gürültü), Dünyanın termal radyasyonu ve Dünya atmosferi yanı sıra gezegenler, Güneş, yıldızlar, yıldızlararası ortam vb. (uzay gürültüsü).

Gürültünün insanlar üzerindeki etkisi

Ses aralığındaki gürültü, dikkatin azalmasına ve performans sırasında hataların artmasına neden olur çeşitli türlerİşler Gürültü, kişinin teknik cihazlardan gelen sinyallere tepkisini yavaşlatır. Gürültü merkezi baskılıyor gergin sistem(CNS), solunum hızı ve nabızda değişikliklere neden olur, metabolik bozukluklara katkıda bulunur, kardiyovasküler hastalıklar, mide ülseri, hipertansiyon. Gürültüye maruz kaldığında yüksek seviyeler(140 dB'den fazla) olası kopma kulak zarı, beyin sarsıntısı ve daha da yüksek seviyelerde (160 dB'den fazla) ve ölüm.

Hijyenik gürültü düzenlemesi

İşyerlerinde, konutlarda, kamu binalarında ve yerleşim alanlarında izin verilen gürültü seviyesini belirlemek için GOST 12.1.003-83 kullanılır. SSBT “Gürültü. Genel güvenlik gereklilikleri”, SN 2.2.4/2.1.8.562-96 “İşyerlerinde, konut ve kamu binalarında ve yerleşim alanlarında gürültü.”

Ses aralığındaki gürültünün normalleştirilmesi iki yöntem kullanılarak gerçekleştirilir: maksimum gürültü seviyesi spektrumuna göre ve dBA'ya göre. İlk yöntem sınırı belirler izin verilen seviyeler(PD) geometrik ortalama frekansları 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz olan dokuz oktav bantta. İkinci yöntem ise sabit olmayan gürültüyü normalleştirmek için ve gerçek gürültünün spektrumunun bilinmediği durumlarda kullanılır. Bu durumda standartlaştırılmış gösterge eşdeğer geniş bant ses seviyesidir. Sürekli ses Bu, bir kişi üzerinde ses seviyesi ölçerin A ölçeğinde ölçülen gerçek aralıklı gürültüyle aynı etkiye sahiptir.

Gürültü renkleri

Gürültü renkleri- keyfi nitelikteki bir sinyalin spektrumu (daha kesin olarak, spektral yoğunluğu veya matematiksel olarak konuşursak, rastgele bir sürecin dağılım parametreleri) arasındaki analojiye dayanarak belirli gürültü sinyali türlerine belirli renkler atayan bir terimler sistemi ve görünür ışığın çeşitli renklerinin spektrumu. Bu soyutlama, gürültüyle ilgilenen teknoloji dallarında (akustik, elektronik, fizik vb.) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Beyaz gürültü

Beyaz gürültü- spektral bileşenleri ilgili frekans aralığının tamamına eşit olarak dağıtılan sabit gürültü. Beyaz gürültüye örnek olarak yakındaki bir şelalenin gürültüsü (uzaktaki şelale gürültüsü pembedir, çünkü sesin yüksek frekanslı bileşenleri havada düşük frekanslı olanlara göre daha fazla zayıflatılır) veya yüksek dirençli terminallerdeki Schottky gürültüsüdür. Adını şuradan almıştır: Beyaz ışık, tüm görünür elektromanyetik radyasyon aralığının frekanslarının elektromanyetik dalgalarını içerir.

Doğada ve teknolojide “saf” beyaz gürültü (yani tüm frekanslarda aynı spektral güce sahip beyaz gürültü) oluşmaz (böyle bir sinyalin sonsuz güce sahip olması nedeniyle), ancak spektral yoğunluğu belirli olan herhangi bir gürültü söz konusu frekans aralığında aynı (veya biraz farklı).

İstatistiksel özellikler

"Beyaz gürültü" terimi genellikle tüm boyutlarda Dirac delta fonksiyonu tarafından matematiksel olarak tanımlanan bir otokorelasyon fonksiyonuna sahip bir sinyale uygulanır. çok boyutlu uzay, bu sinyalin dikkate alındığı yer. Bu özelliğe sahip sinyaller beyaz gürültü olarak kabul edilebilir. Bu istatistiksel özellik, bu tür sinyaller için temeldir.

Beyaz gürültünün zamanla (veya başka herhangi bir argümanla) ilişkisiz olması, onun zaman (veya dikkate alınan başka herhangi bir argüman) alanındaki değerlerini belirlemez. Sinyal tarafından alınan kümeler, ana istatistiksel özelliğe kadar isteğe bağlı olabilir (ancak böyle bir sinyalin sabit bileşeni sıfıra eşit olmalıdır). Örneğin, yalnızca sıfıra veya bire eşit değerleri alabilen bir ikili sinyal, sıfırlar ve birler dizisinin korelasyonsuz olması durumunda yalnızca beyaz gürültü olacaktır. Sürekli dağılıma sahip sinyaller (örneğin, normal dağılım), aynı zamanda beyaz gürültü de olabilir.

Ayrık beyaz gürültü basitçe bağımsız bir dizidir (yani istatistiksel olarak değil) ilgili arkadaş bir arkadaşımla) sayıları.

Titreme gürültüsü, pembe gürültü

Titreşim gürültüsü (Titreşim gürültüsü, 1/f gürültü, Bazen pembe gürültü böyle bir terimin dar uygulamalı anlayışında) - hemen hemen her elektronik cihazda gözlenen elektronik gürültü; kaynakları iletken ortamdaki homojensizlikler, transistörlerdeki yük taşıyıcılarının oluşumu ve rekombinasyonu vb. olabilir. Genellikle doğru akımla bağlantılı olarak bahsedilir.

Titreşim gürültüsü pembe gürültü spektrumuna sahiptir, bu yüzden bazen buna denir. Ancak pembe gürültü şu şekilde ayırt edilmelidir: matematiksel model sinyal belirli bir tür ve titreşim gürültüsü, elektrik devrelerinde iyi tanımlanmış bir olgudur.

1996 yılında, Rusya Bilimler Akademisi Ural Şubesi Termofizik Enstitüsü'nde V.P. Koverdoy ve V.N. Skokov, çekirdek kaynama rejiminden geçiş sırasında deneysel olarak yoğun termal titreşimleri keşfetti. sıvı nitrojen yüksek sıcaklık süperiletkeninin termal bölümündeki filme. Bu titreşimlerin spektrumu titreşim gürültüsüne karşılık gelir

kırmızı burun

kırmızı burun (Brown gürültüsü) Brownian hareketini üreten bir gürültü sinyalidir. Çünkü İngilizce'de buna denir Kahverengi (Brownian) gürültü adı genellikle Rusçaya şu şekilde çevrilir: kahverengi gürültü.
Kırmızı gürültünün spektral yoğunluğu 1/f² ile orantılıdır; burada f frekanstır. Bu, düşük frekanslarda gürültünün pembe gürültüden bile daha fazla enerjiye sahip olduğu anlamına gelir. Gürültü enerjisi oktav başına 6 desibel düşer. Akustik kırmızı gürültü, beyaz veya pembe gürültüye kıyasla boğuk duyulur

Mavi (mavi) gürültü

Mavi gürültü, spektral yoğunluğu oktav başına 3 dB artan bir sinyal türüdür. Yani, spektral yoğunluğu frekansla birlikte artar ve beyaz gürültüye benzer şekilde pratikte frekansın sınırlandırılması gerekir. Kulağa mavi gürültü beyaz gürültüden daha keskin algılanır. Mavi gürültü, pembe gürültünün farklılaştırılmasıyla elde edilir; spektrumları aynaya benzer.

Mor gürültü

Mor gürültü, spektral yoğunluğu oktav başına 6 dB artan bir sinyal türüdür. Yani, spektral yoğunluğu frekansın karesiyle orantılıdır ve beyaz gürültüye benzer şekilde pratikte frekansın sınırlı olması gerekir. Mor gürültü, beyaz gürültünün farklılaştırılmasıyla elde edilir. Mor gürültünün spektrumu kırmızının spektrumunun tam tersidir.

Gri gürültü

Terim gri gürültü Algılanan frekansların tamamında insan işitmesiyle aynı subjektif ses yüksekliğine sahip olan bir gürültü sinyalini ifade eder. Gri gürültü spektrumu, Brown ve mor gürültü spektrumlarının eklenmesiyle elde edilir. Bununla birlikte, gri gürültü spektrumu orta frekanslarda büyük bir "düşüş" gösterir. insan işitmesi sübjektif olarak gri gürültüyü spektral yoğunlukta tekdüze olarak algılar (herhangi bir frekansın baskınlığı olmadan).

Amerikan Federal Telekomünikasyon Standardı 1037C Sözlüğü beyaz, pembe, mavi ve siyah gürültüyü tanımlar.

Turuncu gürültü

Turuncu gürültü, sonlu bir spektral yoğunluğa sahip yarı sabit bir gürültüdür. Bu tür gürültünün spektrumu, spektrum boyunca dağılmış sıfır enerjili şeritlere sahiptir. Bu şeritler müzik notalarının frekanslarında bulunur.

kırmızı burun

Kırmızı gürültü, Brownian veya pembe gürültüyle eşanlamlı olabilir veya büyük su kütlelerinin (denizler ve okyanuslar) yüksek frekansları emen doğal gürültü karakteristiğinin bir tanımı olabilir. Okyanusta bulunan uzak nesnelerden kıyıdan kırmızı ses duyulur.

Yeşil gürültü

Yeşil gürültü doğal çevrenin gürültüsüdür. 500 Hz civarında geliştirilmiş frekans bölgesiyle pembe gürültüye benzer

Siyah gürültü

"Siyah gürültü" teriminin çeşitli tanımları vardır:

• Sessizlik
• 1/f β spektrumlu gürültü, burada β > 2 (Manfred Schroeder, “ Fraktallar, kaos, güç yasaları"). Çeşitli doğal süreçleri simüle etmek için kullanılır. "Sel, pazar çökmesi vb. gibi doğal ve insan yapımı felaketlerin" karakteristik özelliği olarak kabul edilir.
• Ultrasonik beyaz gürültü (20 kHz'den fazla frekansta), sözde benzer. "siyah ışık" (algılanamayacak kadar yüksek frekanslara sahip ancak gözlemciyi veya cihazları etkileyebilen).
• Birkaç tepe noktası dışında spektrumu ağırlıklı olarak sıfır enerjiye sahip olan gürültü

Gürültü, değişen yoğunluk ve frekanstaki seslerin rastgele bir birleşimidir. Gürültüyle baş etme pratiğinde rahatsız edici, istenmeyen ses anlamına gelir. Gürültünün bir kişi üzerindeki etkisi, gürültünün temel özelliklerine bağlıdır:

- ses basıncı seviyeleri (bundan sonra SPL olarak anılacaktır);

- frekans bileşimi (spektrum).

Ses basıncı, geçerken oluşan basıncın değişken kısmıdır. ses dalgası dağıtım ortamında. Birim alana etki eden bu kuvvet paskal (Pa) cinsinden ölçülür.

Havadaki ses basıncı, işitme eşiği yakınında 10-5 Pa'dan 103 Pa'ya kadar değişir. Ortalama bir konuşma ses seviyesinde, ses basıncının değişken bileşeni yaklaşık 0,1 Pa'dır.

İnsan kulağının tepki verdiği minimum ses basıncı 2·10-5 Pa, ağrı hissedilmeden algılanan maksimum ses basıncı ise 102 Pa'dır (Şekil 1.6). Bu nedenle algılanan ses basıncı aralığı insan kulağı, 107 Pa'dır.

p, Pa

2 × 10-4

2 × 10-5

burada p, paskal cinsinden ölçülen ses basıncı değerinin karekök ortalamasıdır;

p 0 – sıfır işitme eşiği, yani 1000 Hz frekansta insan kulağının hassasiyet eşiğine karşılık gelen basınç (p 0 = 2·10–5).

İnsan işitme organları, frekans aralığındaki titreşimleri algılayabilme kapasitesine sahiptir.

16–20 Hz ila 16–20 kHz.

İşitme eşiği ile işitme eşiği arasındaki düzlem Ağrı eşiği işitilebilirlik düzlemi denir. Bu düzlem aşağıdaki verilerle karakterize edilir:

- titreşim frekansına göre – 16–20 Hz – 16–20 kHz;

- ses basıncına göre – 0 – 130–140 dB.

Ses seviyesi gürültünün ayrılmaz bir özelliğidir, bu yüzden şunu buldu: geniş uygulamaÖlçüm teknolojisi ve gürültü standardizasyonunda.

Birim alan başına ses gücünün zaman ortalama değerine ses şiddeti denir.

Ses yoğunluğu, bir yoğunluk ölçeğinde yoğunluk düzeyine göre değerlendirilir.

burada ben – yoğunluk değerlerinin ortalama karesinin kökü;

I 0 = 10–12 W/m2 – ses yoğunluğunun sıfır eşiğinin değeri.

Sesin yoğunluğu, sesin yüksekliğiyle ilişkilidir; bu, belirli bir sesin işitsel hissini karakterize eden bir değerdir (Şekil 1.8). Sesin şiddeti karmaşık bir şekilde ses basıncına (ses yoğunluğuna) bağlıdır. Sabit bir frekans ve titreşim şekline sahip olan ses yoğunluğu (ses basıncı) arttıkça sesin hacmi de artar. Aynı ses basıncında harmonik titreşimlerin sesinin hacmi farklı frekanslar farklı yani farklı frekanslar Farklı yoğunluktaki sesler aynı ses düzeyine sahip olabilir.

Belirli bir frekanstaki sesin yüksekliği, 1000 Hz frekanslı saf tonun yüksekliğiyle karşılaştırılarak değerlendirilir. Frekansı 1000 Hz olan saf bir sesin, ölçülen ses kadar yüksek ses basınç düzeyine (dB cinsinden) o sesin fonon şiddet düzeyi denir (Şekil 1.7).

Şekil 1.7 – Eşit ses yüksekliği eğrileri

Şekil 1.7'de gösterilen eşit ses yüksekliği eğrilerinden görülebileceği gibi, 500 Hz frekansında 4'lük bir arka plan ses seviyesi elde etmek için 20 dB'lik bir ses basıncına, aynı ses seviyesi için ise 500 Hz frekansında bir ses basıncına ihtiyaç vardır. 20 Hz, 60 dB ses basıncı gereklidir.

Grafikte gösterilen eğrilerden 250–500 Hz frekans aralığında 1000 Hz frekansta 30–40 arka plan seviyesinde sesin yaklaşık 6 dB azaldığı görülmektedir.

Dalganın insan kulağında ses hissine neden olduğu tüm yoğunluk aralığı (10-12 ila 10 W/m2), 0 ila 130 dB arasındaki ses yüksekliği seviyelerine karşılık gelir. Tablo 1.2 bazı seslerin yaklaşık ses seviyelerini göstermektedir.

Tablo 1.2 - Bazı sesler için yaklaşık ses seviyeleri

	Ses seviyesi tahmini		Ses kaynağı
		ses, dB
	Çok sessiz		Ortalama hassasiyet eşiği -
	Sessiz fısıltı (1,5 m)		kulak problemleri
			Duvarın mekanik tik takları
			Yumuşak halıdaki basamaklar (3–4 m)
			Sessiz konuşma
	Ilıman		Binek araç (10–15 m)
			Orta gürültülü sokak
			Sakin konuşma (1 m)
	Çok gürültülü		Gürültülü sokak
			Senfoni Orkestrası
			Pnömatik çekiç
	Sağır edici		Gök gürültüsü yükü
			Ses acı olarak algılanır

İnsanları etkileyen gürültünün sınıflandırılması

1. Gürültü spektrumunun doğasına bağlı olarak aşağıdakiler ayırt edilir:

- spektrumunda belirgin tonların bulunduğu ton gürültüsü. Pratik amaçlar için gürültünün tonal doğası, 1/3 oktav frekans bantlarında, bir banttaki seviyenin komşu bantlara göre en az 10 dB aşılmasıyla ölçülerek belirlenir.

2. Gürültünün zamansal özelliklerine göre aşağıdakiler ayırt edilir:

- sürekli gürültü, ses seviyesi 8 saatlik bir çalışma günü boyunca veya konut ve kamu binalarında, yerleşim alanlarındaki ölçümler sırasında, ses seviyesi ölçerin zaman karakteristiği "yavaş" olarak ölçüldüğünde zaman içinde 5 dBA'dan fazla değişiklik olmaz;

- düzeyi değişen aralıklı gürültü 8 saatlik iş günü, vardiya veya konut ve kamu binalarında yapılan ölçümler sırasında, yerleşim alanlarındaki ölçümler duruma göre değişir.

Ses seviyesi ölçerin "yavaş" zaman karakteristiğinde ölçüldüğünde zaman 5 dBA'dan fazla artar.

Değişken sesler aşağıdaki türlere ayrılır:

- ses seviyesi zamanla sürekli değişen, zamanla dalgalanan gürültü;

- ses seviyesi adım adım değişen (5 dBA veya daha fazla) ve seviyenin sabit kaldığı aralıkların süresi 1 saniye veya daha fazla olan aralıklı gürültü;

- bir veya daha fazlasından oluşan darbe gürültüsü ses sinyalleri Her biri 1 saniyeden kısa süren, sırasıyla "darbeli" ve "yavaş" zaman özelliklerinde ölçülen dBAI ve dBA cinsinden ses seviyeleri en az 7 dB farklılık gösterir.

Gürültü renkleri, rastgele nitelikteki bir sinyalin spektrumu (daha kesin olarak, spektral yoğunluğu veya matematiksel olarak konuşursak, rastgele bir sürecin dağılım parametreleri) arasındaki analojiye dayalı olarak belirli gürültü sinyali türlerine belirli renkler atayan bir terimler sistemidir. ) ve görünür ışığın çeşitli renklerinin spektrumları. Bu soyutlama, gürültüyle ilgilenen teknoloji dallarında (akustik, elektronik, fizik vb.) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Renk eşleşmeleri çeşitli türler gürültü sinyali, spektral yoğunluk grafikleri (histogramlar), yani sinyal gücünün frekansa göre dağılımı kullanılarak belirlenir.

Beyaz gürültü, tüm frekanslarda tek tip spektruma sahip bir sinyaldir (Şekil 1.8). Başka bir deyişle, böyle bir sinyal her yerde aynı güce sahiptir.

Frekans bandıyla mücadele edin. Örneğin, 40 ila 60 Hz arasındaki 20 Hz'lik bir sinyal bandı, 4000 ila 4020 Hz arasındaki bir sinyal bandı ile aynı güce sahiptir. Sınırsız frekanslı beyaz gürültü yalnızca teoride mümkündür, çünkü bu durumda gücü sonsuzdur. Uygulamada bir sinyal yalnızca sınırlı bir frekans bandındaki beyaz gürültü olabilir.

Şekil 1.8 – Beyaz gürültünün spektral yoğunluğu

Pembe gürültünün spektral yoğunluğu 1/f formülüyle belirlenir (yoğunluk frekansla ters orantılıdır), yani logaritmik frekans ölçeğinde tekdüzedir (Şekil 1.9). Örneğin 40 ile 60 Hz arasındaki frekans bandındaki sinyal gücü, 4000 ile 6000 Hz arasındaki banttaki güce eşittir. Böyle bir sinyalin spektral yoğunluğu, beyaz gürültüyle karşılaştırıldığında oktav başına 3 dB zayıflar. Pembe gürültüye bir örnek, uçan bir helikopterin sesidir. Pembe gürültü, örneğin kalp ritimlerinde, beynin elektriksel aktivite grafiklerinde, kozmik cisimlerin elektromanyetik radyasyonunda bulunur.

Bazen pembe gürültü, frekans arttıkça spektral yoğunluğu azalan herhangi bir gürültüdür.

Şekil 1.9 – Pembe gürültünün spektral yoğunluğu

Brown gürültüsü pembe gürültüye benzer, ancak spektral yoğunluğu oktav başına 6 dB azalır (Şekil 1.10). Yani spektral yoğunluğu frekansın karesiyle ters orantılıdır. Brown gürültüsü, beyaz gürültünün entegre edilmesiyle veya Brown hareketini simüle eden bir algoritma kullanılarak elde edilebilir. Kırmızı gürültünün spektrumu (logaritmik ölçekte), mor gürültünün spektrumunun tam tersidir. Bazen bu sese kahverengi de denir, çünkü Brown soyadının çevirilerinden biri "kahverengi"dir. Brown gürültüsü kulak tarafından beyaz gürültüden “daha ​​sıcak” olarak algılanır.

I , HzKahverengi gürültü

f,Hz

Şekil 1.10 – Kahverengi gürültünün spektral yoğunluğu

Ayrıca en yaygın olanı:

a) mavi gürültü - spektral yoğunluğu oktav başına 3 dB artan bir sinyal türü; b) mor gürültü - spektral yoğunluğu artan bir sinyal türü;

oktav başına 6 dB'ye ayarlanmıştır; c) gri gürültü - gri gürültü spektrumu, spektrumların eklenmesiyle elde edilir

Brown ve mor gürültü.

Beyaz gürültü. Faydası nedir?

Beyaz gürültünün ne olduğunu biliyor musun? Etkilerini hiç hissettiniz mi? Beyaz gürültünün faydası nedir ve prensipte böyle bir şey var mı?

Şimdi bu soruları cevaplamaya çalışacağım!

Yani, beyaz gürültü, Vikipedi'nin bize söylediği gibi, spektral bileşenleri ilgili frekans aralığının tamamına eşit olarak dağıtılan sabit gürültüdür. Başka bir deyişle, bu, yaklaşık olarak aynı yoğunluktaki tüm dalga boylarından veya bu tür farklı dalga boylarının mümkün olan maksimum spektrumundan oluşan geniş bant radyasyondur.

Adını beyaz ışığa benzeterek almıştır; bu etki görünür kısımda gözlenmiştir. Güneş ışığı: Işığın görünür spektrumundaki tüm renkler karıştırılırsa beyaz renk verir.

Bölgede duyulabilir frekanslar Beyaz gürültüye örnek olarak şelalenin sesi verilebilir.

Böyle bilimsel bir metaforun devamı olarak!

Bir de renkli gürültü kavramı var: gürültü farklı renkler. Ve tüm çeşitlilikleri arasında en yüksek değerüç tür gürültü vardır: beyaz gürültü, kahverengi gürültü ve pembe gürültü.

Her üç ana gürültü türü de yaygındır:

Farklı faktörlerin rastgele karıştırıldığı durumlarda, Beyaz gürültü- örneğin eski bir radyoyu radyo istasyonu olmayan bir dalgaya ayarlayarak duyulabilir. Başka bir örnek yarı iletkenlerdeki termal gürültüdür. Atomların kaotik titreşimleriyle yaratılır ve yüksek amplifikasyonla ses üreten herhangi bir cihazda oldukça duyulabilir. Beyaz gürültünün kökeni açıktır; bu sadece bir şans oyunudur.

Kahverengi gürültü. Düşük frekanslarda gürültü, yüksek frekanslara göre daha fazla enerjiye sahiptir. Akustik kahverengi (veya kırmızı) gürültü, beyaz veya pembe gürültüye kıyasla boğuk duyulur. Renginin konuyla alakası yok kahverengi ona karşılık gelen ışık. Brown - Brown kelimesinden, Brown hareketi. Kulağa kahverengi gürültü beyaz gürültüden "daha sıcak" olarak algılanır. Doğada da yaygındır ve bu şaşırtıcı değildir - sonuçta rastgele yürüyüşle üretilir. Örneğin deniz dalgalarına ve doğal olarak parçacıkların Brown hareketine karşılık gelir.

Pembe gürültü kökeni belirsiz olmasına rağmen son derece yaygındır. Fizikçiler bazı yarı iletken cihazların garip bir ses çıkardığını fark ettiğinde ilk kez dikkat çekti. Her zamanki termal beyaz gürültüye ek olarak, daha düşük ve çok düşük frekanslara sahip gürültünün varlığını buldular. Bu gürültünün gücünün frekansıyla ters orantılı olduğu ve bu ilişkinin hertz'in binde biri frekanslar için bile geçerli olduğu ortaya çıktı. Bu, yarı iletkenlerde bu gürültüyü üreten birkaç gün veya daha uzun süren bazı işlemlerin gerçekleştiği anlamına gelir. Artık pembe gürültünün başka bir adı olan "titreşim gürültüsü" olarak adlandırılıyordu. Örnekler: Bir şelalenin uzaktan gelen gürültüsü (sesteki yüksek frekanslı bileşenler, düşük frekanslı olanlara göre havada daha fazla zayıfladığı için), uçan bir helikopterin sesi, bu gürültü örneğin kalp ritimlerinde de bulunur. kozmik cisimlerin elektromanyetik radyasyonunda beynin elektriksel aktivitesinin grafikleri.

şunu da vurgulamak isterim yeşil gürültü- doğal çevrenin gürültüsü. Spektrum, 500 Hz civarında bir “sivri uç” ile pembe gürültününkine benzer. Yeşil gürültü aynı zamanda beyaz gürültünün orta frekanslarını da ifade eder.

Renkli gürültü bir kişiyi nasıl etkiler?

Muhtemelen zaten tahmin ettiğiniz gibi - farklı şekillerde! Tabii ki, tüm bunlar bireyseldir. Tat ve renk... dedikleri gibi! Ancak birçoğu, etrafta gürültülü bir ortam varsa bu gürültünün konsantre olmaya yardımcı olduğunu, herhangi bir düşünceden uzaklaşmaya, rahatlamaya, uykuya dalmaya, sakinleşmeye yardımcı olduğunu fark etti. ağlayan çocuk ve hatta sakinleş baş ağrısı!

Bunlar gibi ilginç özelliklerİngilizce bir sitede şunu buldum:

Beyaz gürültü(tüm frekanslarda) geniş bir "spektrum" aralığını kapsadığından, dış gürültüyü etkili bir şekilde maskeler. Okumak, ders çalışmak ve konsantrasyon gerektiren diğer aktiviteler için harikadır.

Pembe gürültü(yüksek ve düşük frekansların bir karışımı) stresi hafifletmeye ve gerginlikle baş etmeye yardımcı olacaktır. Zihninizi ve bedeninizi rahatlatan terapötik bir ortam yaratır.

Kahverengi gürültü(düşük ses frekansları kullanır) uykuyu iyileştirmeye yardımcı olur, kulak çınlamasını maskeler ve baş ağrılarını azaltır. Ayrıca çocuklarınızı ve hayvanlarınızı sakinleştirmeye yardımcı olacaktır.

İşte ilginç bir video! Şüpheciler bunu düşünmeli)))

Tabii ki her şey bireyseldir. Ve muhtemelen bu seslerin mucizevi etkisini yüzde yüz umut etmemek gerekir. Deneyin, size uygun olanı görün ama aşırıya kaçmayın! Sesler... doğanın sesleri... Bütün bunlar çok güzel! Ancak bazen doğaya çıkmak daha iyidir (ve neredeyse herkes bunu haftada bir kez yapabilir!).