均匀白噪声的定义及特点_信号处理中各种噪声的特性及其定义

浅谈信号噪声及排除方法

一、噪声的定义

噪声通常定义为信号中的无用信号成分，例如当正在处理的信号频率是

20kHz

时，如

果系统中混有

50kHz

的信号，那么

50kHz

信号就可称为噪声。事实上，噪声无处不在。

从环境保护的角度来看，

确定一种声音是不是噪声，

不只考虑声音的物理性质，

还要考虑人

的生理和心理状态，凡是干扰人们正常工作、学习和休息的声音统称为噪声。

二、最常见的噪声

高通或低通滤波器无法轻易滤除的噪声很多，通常有白噪声、粉红噪声、红噪声、橙色

噪声、

蓝噪声、

紫噪声等等。

最常见的就是白噪声。

严格地说，

白噪声只是一种理想化模型，

因为实际噪声的功率谱密度不可能具有无限宽的带宽，

否则它的平均功率将是无限大，

是物

理上不可实现的。然而，

白噪声在数学处理上比较方便，

因此它是系统分析的有力工具。一

般，

只要一个噪声过程所具有的频谱宽度远远大于它所作用系统的带宽，

并且在该带宽中其

频谱密度基本上可以作为常数来考虑，

就可以把它作为白噪声来处理。

例如，

热噪声和散弹

噪声在很宽的频率范围内具有均匀的功率谱密度，通常可以认为它们是白噪声。

三、噪声产生的主要原因

1

、电磁辐射干扰噪声

环境的杂散电磁波辐射干扰，

如手机、

对讲机等通信设备的高频电磁波辐射干扰，

电梯、

空调、

汽车点火、

电焊等电脉冲辐射，

演播厅灯光控制用可控硅整流控制设备的辐射都会通

过传输线直接混入传输信号中形成噪声或穿过屏蔽不良的设备外壳干扰机内电路产生干扰

噪声。

2

、

电源干扰噪声

除电磁辐射外，电源部分引入干扰噪声也是产生噪声的主要原因。城市电网由于各种照

明设备、动力设备、控制设备共同接入，形成了一个十分严重的干扰源

(

如接在同一电网中

的灯光调控设备、空调、

电机等设备会在电源线路上产生尖峰脉冲、浪涌电流、不同频率的

纹波电压

)

，通过电源线路窜入音频设备的供电电源，总会有一部分干扰噪声电压无法通过

音频设备的电源电路有效的滤除，将必然会在设备内部形成噪声。

3

、接地回路噪声

在音频系统中，必须要求整个系统有良好的接地，接地电阻要

4

欧姆。否则音频系统中

设备由于各种辐射和电磁感应产生的感应电荷将不能够流入大地，

从而形成噪声电压叠加到

音频信号中。

在不同设备的地线之间由于接地电阻的不同而存在地电位差，或在系统的内

部接地存在回路时，则会引接地噪声，

2

个不同的音频系统互连时，也有可能产生噪声，噪

声是由

2

个系统的地线直接相连造成的。

4

、设备内部的电路噪声

由于内部电子元件产生的电噪声在一台设备单独工作时，可以达到要求的指标。但是当

多台设备级连时其噪声就会积累增加。

实践应用中，

有些低档次的设备会因为内部电源滤波

不良，使得设备本身的交流声增大，在系统中有时会形成很严重的噪声。

四、信号噪声排除办法

1

、

系统的正确连接

在音频系统中，一般连接的设备很多。不同设备有不同的接口形式，使用的接插件各不

相同。

有平衡和不平衡的输入输出形式，

为有效地屏蔽外界的电磁辐射干扰，

必须统一使用

屏蔽电缆并采用正确的方法连接。

众所周知，

当音频信号传输采用平衡式传输方式时，

则外

部干扰源对电缆内的

2

根信号线的每根线产生的共模干扰电平对地环路几乎相等。

在设备内

部放大器的输入端，

2

根信号线上的共模电压将换成差模电压而相互抵消，

形成不了干扰电