信号与系统/噪声

噪声是一种不幸的现象，是电子工程师最大的敌人。如果没有噪声，数字通信速率将几乎无限地提高。

白噪声（高斯噪声）

白噪声，或高斯噪声被称为白色，因为它对信号的所有频率分量都有相同的影响。这种噪声可以被建模为一个高斯噪声过程。高斯过程是随机过程，其中随机变量是联合高斯的。我们将在后面的章节中讨论频率域分析，但现在了解这个术语很重要。

有色噪声

有色噪声不同于白噪声，因为它对不同的频率分量有不同的影响。例如，粉红噪声是随机噪声，在每个频率倍频程范围内具有相等的功率。

白噪声与自相关

白噪声是完全随机的，因此直观地认为白噪声的自相关为零是有道理的。随着噪声信号的时间推移，值之间没有相关性。实际上，直到 t = 0 点，都没有任何相关性，此时噪声信号完美地重叠自身。在此点，相关性向上突起。换句话说，噪声的自相关是一个以 t = 0 点为中心的 冲激函数。

${\mathcal {C}}[n(t),n(t)]=\delta (t)$

其中 n(t) 是噪声信号。

噪声功率

噪声信号具有一定的能量。噪声信号的能量和传输功率越大，它对传输的数据信号造成的干扰就越大。我们将在后面的章节中详细讨论与噪声相关的功率。

热噪声

热噪声是电子元件中不可避免的现象。当元件发热时，电阻器的电阻会发生变化，甚至能量存储元件的电容和电感也会受到影响。这种变化相当于电路输出中的噪声。在本章中，我们将研究热噪声的影响。

热噪声，是白噪声的一个例子，是由于分子、原子和电子的快速随机运动，在电阻器或复杂阻抗的电阻性部分中产生的随机噪声。根据热力学的动理论，粒子的温度表示其内部动能。这意味着物体的温度表示物体中粒子运动速度的均方根值。根据动理论，这些粒子的动能在大约绝对零度时变为零（即速度为零）。因此，电阻器中产生的噪声功率与其绝对温度成正比。此外，噪声功率与测量噪声的带宽成正比。因此，电阻器最大噪声功率输出的表达式可以表示为

$Vn^{2}=k\cdot T\cdot R\cdot B$

其中

k 是玻尔兹曼常数

T 是绝对温度，以开尔文度表示

B 是感兴趣的带宽，以赫兹表示。

R 是热阻

免责声明：以上部分包含重大错误。噪声功率方程式是错误的。约翰逊噪声的物理原因是错误的。不要使用此信息来源。