Hvit støy

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Hvit støy er et stokastisk signal (elektronisk eller fysisk) som oppviser konstant energitetthet.

Med energitetthet menes energien innenfor en gitt båndbredde. For å kvantisere energitettheten er 1 Hz valgt som referande-båndbredde. Energitettheten av støyen måles således i Watt per Hz.

Man skiller mellom hvit støy, der alle frekvenser er likt representert og støy der fordelingen er annerledes. Støysignalet er kjennetegnet av å være tilfeldig, det vil si at å kjenne signalet fram til et gitt tidspunkt ikke forteller hvordan det vil se ut i neste øyeblikk. Dette i motsetning til f.eks. en sinusbølge. Det eneste som er kjent er sannsynlighetsfordelingen for de forskjellige frekvensenes energitettheter.

Teoretisk gjelder dette for hele spektret. I praksis må imidlertid en øvre grensefrekvens finnes, ellers ville energien vært ubegrenset.

Betegnelsen hvit er lånt fra fargelæren. Når vi fjerner høye frekvenser fra lysets spektrum blir lyset rødligere i farvetonen. Vi snakker også om brun, rød, rosa og blå støy i denne sammenheng:

Hvit støy har et flatt spektrum (energitetthet som funksjon av frekvens i et diagram).
Rosa støy eller 1/f-støy inneholder mindre av høye frekvenser; spektret er tatt ned med 3 dB per oktav.
Rød støy er blitt frarøvet ytterligere 3 dB per oktav og heller derfor rettlinjet nedover med 6 dB/oktav mot høyere frekvenser.
Brun støy er samme støyen som den røde. 'Brun' henviser egentlig ikke til en farge, men til det engeslske ordet 'Brown' som i brown'ske bevegelser. Slike bevegelser avtar i utslag med 6 dB per oktav. (Etter botanikeren Robert Brown (1773–1858)).
Blå støy har 3 dB per oktav mere energi enn hvit støy. For blå støy må øvre grensefrekvens være begrenset.

Betegnelsen '3 dB' er en tilnærmelse for $\ 10\cdot \log 2 = 3.0103.. dB$ og betegner en faktor på to. For rosa støy halveres altså energien per dobling av frekvensen. Rosa støy kalles derfor også 1/f-støy. Støytetthetenen innenfor en oktav er konstant for rosa støy.