Что такое розовый шум?

Что такое розовый шум?

Розовые шумы — это шумы, плотность мощности которых обратно пропорциональна их частоте.

Он называется розовым шумом, потому что свет с той же частотной составляющей кажется розовым. Он характеризуется «звенящим» звуком, похожим на звук сильного дождя или водопада. Розовые шумы имеют постоянную энергию на октавную полосу и используются в качестве источника сигнала для различных акустических измерений.

Похожий тип розового шума — белый шум, который имеет постоянную мощность независимо от его частоты. Считается, что он оказывает успокаивающее действие, потому что звучит приятно для уха. Розовые шумы также называют «1/f-флуктуациями», потому что их мощность обратно пропорциональна их частоте, и в природе их иногда сравнивают с приливами на песчаном пляже.

Применение розовых шумов

Розовые шумы используются в качестве источника сигнала в широком диапазоне частот для тестирования аудиопродукции, такой как усилители, динамики и наушники, в качестве источника сигнала для тестирования электронного оборудования и в качестве источника звука для тестов и лечения человеческого слуха.

Принцип розовых шумов

Розовые шумы также называются шумами 1/f, потому что их мощность обратно пропорциональна их частоте. Здесь f — частота. Общее выражение для шума в широком смысле — S(f)∝1/f^α.

Обратите внимание, что S(f) — спектральная плотность, f — частота, а α равно 0=<α<=2. Для розовых шумов α составляет около 1. В этом случае спектральная плотность ослабляется в 10 раз по частоте, α x 10 дБ.

Шум с α около 1 встречается в природе, включая приливной шум, и был предметом многих исследований. Кроме того, α = 0 — это белый шум, а α = 2 называется красным шумом.

Другая информация о розовых шумах

1. Эффекты розовых шумов

Розовые шумы часто используются для тестирования аудиопродукции и электронного оборудования. Другое важное применение — в качестве источника звука. Из-за своего высокого низкочастотного содержания розовые шумы, когда их слышит ухо, оказывают успокаивающее действие, блокируя внешние звуки. Это также приятный звук, поскольку он близок к естественным шумам, которые люди могут легко услышать.

Поэтому в некоторых случаях его используют в качестве окружающего звука для улучшения концентрации и производительности. Еще одним преимуществом розовых шумов является их положительное влияние на сон. Говорят, что во время сна мозг преобразует кратковременные воспоминания в долговременные.

Среди не-БДГ-сна медленный сон, особенно глубокое состояние сна, необходимо для долговременной памяти. Исследования показали, что акустическая стимуляция розовыми шумами во время медленного сна улучшает память.

2. Как создать розовые шумы

Розовые шумы можно легко создать с помощью генератора шума, с помощью электронной схемы, такой как диод, или с помощью языка программирования.

Генераторы шума включают те, которые используются в тестах электромагнитных помех EMI и тестах акустических характеристик, а также те, которые встроены в функциональные генераторы. Генератор шума может генерировать белый шум, розовый шум и т. д., выбирая нужный тип шума. Также могут использоваться генераторы шума, подключенные к синтезаторам.

Чтобы использовать схему генератора шума с диодом Зенера, транзистором или операционным усилителем, сначала создайте белый шум. Затем применяется ослабление мощности, обратно пропорциональное частоте, для создания розовых шумов. Ослабление мощности требует -3 дБ/октаву, поэтому используется схема, называемая фильтром отставания-опережения.

Другой метод — использовать язык программирования, такой как C, Java или Python. Шум генерируется в программном обеспечении с использованием случайных чисел.

3. Цветовое представление шума

Шум принято представлять в виде цвета. Они называются «цветными шумами» и включают белый, розовый, красный, коричневый, синий, фиолетовый, пурпурный и серый. Шум определяется его частотными компонентами, а шум представлен цветом света, имеющим те же частотные компоненты.

Белый шум содержит все частоты равномерно и воспринимается как «шуршание, шуршание», как звук звука ⾵ или звук низкой реки. Красный шум — это шум с плотностью мощности, которая уменьшается на 6 дБ на октаву частоты. Розовые шумы находятся между белым и красным, с плотностью мощности на 3 дБ ниже на октаву частоты. Он звучит как «дзинь», как звук дождя или водопада.

Синий шум — это также шум, плотность мощности которого увеличивается на 3 дБ на октаву с ростом частоты. Он имеет ограниченный частотный диапазон. Фиолетовый шум — это шум, плотность мощности которого увеличивается на 6 дБ на октаву. Он имеет конечный частотный диапазон и равен производной белого шума.

Серый шум — это шум с плотностью мощности, близкой к слуховой кривой равной громкости. Кривая равной громкости — это равнослышимая кривая с большим затуханием плотности мощности около 2000 Гц и меньшим затуханием на более низких и более высоких частотах.