白噪音与粉红噪音你了解多少?

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或许你会觉得奇怪,噪音还有颜色?有的。比如我们今天要讲解的自然界常见的"白噪声"和"粉红噪声"。之所以叫白噪声,粉红噪声,是由光波的谱线图就是光谱图类比而来。白噪声各频段的能量均匀(频谱类似太阳光谱即白光光谱),在人耳可听的频率范围内,具有相同能量的噪声称为白噪声。白噪声广泛用于环境声学测量中。粉红噪声是在低频段强在高频段弱的噪声(频谱图类似偏红的光谱即粉红光谱)。

白噪音

所谓白噪音是指一段声音中的频率分量功率在整个人耳可听的频率范围(0~20KHz)内都是均匀的,具有相同能量的噪声。由于人耳对高频敏感一点这种声音听上去是很吵耳的沙沙声。

电视机无信号时的背景噪声和调频收音机无台时的背景噪声均是白噪声。白噪声广泛用于环境声学测量中,可用来测量扬声器和耳机的谐振和灵敏度等。

粉红噪音

简单说来,粉红噪音的频率分量功率主要分布在中低频段。粉红噪音从人耳中听到的是平直的频率响应——"非常悦耳的一种噪声"。

粉红噪音最常用于进行声学测试的声音,可以测试出音域是否平坦或过多或不足。

从频谱图分析,两种噪音的区别

白噪音与粉红噪音你了解多少?
白噪音与粉红噪音你了解多少?

图一是粉红噪声(pink noise)的频谱,图二是白噪声(white noise)的频谱,两个图的频率都是对数座标(X轴)

我们知道,由于噪声频谱分配不同,使得在听感上会有差异。由上图可知:

1、从频谱仪的图形上看,白噪声在全频谱内是一条平直的线,在一定的范围内音频数据具有相同或类似的能量。粉红噪声, 从波形角度看,粉红噪音是分形的,是-3dB/Oct的斜率,以其倍数频率向下衰减。即1倍频,2倍频……频率越高谱线高度越低。

粉红噪声与白噪声一样都是无规噪声,都具有连续的噪声谱,不同之处在于,粉红噪声的功率谱密度与频率成反比。

2、在对数坐标中,起输出为一水平线,白噪声的能量是以每倍频程增加3dB分布的,粉红噪声是均匀分布的;

3、在线性坐标中,白噪声的能量分布是均匀的,粉红噪声是以每倍频程下降3dB分布的;噪声能量在每倍频程内是相等的。

4、白噪声和粉红噪声的转化。在白噪声中加入一个每倍频程衰减3dB的衰减滤波器,就能得到粉红噪声。

5、粉红噪声相对于白噪声来说,低频能量更足,对扬声器的破坏力更大一些,所以粉红噪声相对于白噪声来说更加严格。另外也要考虑试样的特性,对高音单元来讲,如果严格考虑它的频率范围,情况可能有变,要更多的实测来验证。其实,扬声器的最大功率的限定来自振幅和热两个因素。对高音单元来说,热的限定在一定频率以上是主要的。

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