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ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE
“BOLIVIA”INGENIERÍA ELECTRÓNICA
ELECTROACÚSTICATRABAJO DE INVESTIGACIÓN
TEMA:
RUIDO BLANCODOCENTE:
ING. JAIME MIGUEL FLORES MUJICA
INTEGRANTES:
MANCILLA RIVAS JAEL MÓNICA CI: 6148335 L.P.
CURSO:6º SEMESTRE
GESTIÓN:
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RUIDO BLANCO1. INTRODUCCIÓN
El ruido blanco o sonido blanco es una señal aleatoria (proceso estocástico) que se caracteriza por
el hecho de que sus valores de señal en dos tiempos diferentes no guardan correlación estadística.
Como consecuencia de ello, su densidad espectral de potencia (PSD, siglas en inglés de power
spectral density) es una constante, es decir, su gráfica es plana.1 Esto significa que la señal contiene
todas lasfrecuencias y todas ellas muestran la misma potencia. Igual fenómeno ocurre con la luz
blanca, de allí la denominación.
Si la PSD no es plana, entonces se dice que el ruido está "coloreado" (correlacionado). Según la
forma que tenga la gráfica de la PSD del ruido, se definen diferentes colores.
2. DEFINICIÓN MATEMÁTICA
Densidad espectral de potencia del ruido blanco. La PSD de cualquier proceso estocástico blanco es
una constante. Eje de las ordenadas (y): densidad espectral de potencia (PSD) (W/Hz/muestra); eje
de las abscisas (x): frecuencia discreta normalizada (f = ω/2π).
El ruido blanco es un caso particular de proceso estocástico WSS en el cual las variables
aleatorias que lo forman no están correlacionadas. Es decir, si se tiene un proceso estocástico
WSS (lo supondremos de tiempo discreto y real, de manera equivalente para procesos de tiempo
continuo), debe ocurrir entonces que:
Si, en lugar de tener la distribución de probabilidad del proceso, lo que tenemos es una
realización temporal del mismo en forma de vector columna (lo más usual), entonces las
ecuaciones anteriores se expresarán normalmente en forma matricial
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Como el proceso no está correlacionado, su función de autocorrelación es
una delta y su densidad espectral de potencia (PSD, Power Spectral
Density) es una constante
Como la PSD es constante, la señal no está limitada en banda y su potencia es -
teóricamente- infinita. En la práctica, se considera que una señal es blanca si su
PSD es constante en la banda de frecuencia de interés en la aplicación. Por
ejemplo, si se trata de una aplicación de audio, el ruido será blanco si su
espectro es plano entre 20 Hz y 20 KHz, que es la banda de frecuencia que
resulta audible para el oído humano.
En cualquier proceso estocástico existen siempre dos componentes:
una componente innovadora, que no se puede predecir mediante predicción
lineal y que representa la entropía, la incertidumbre, el caos, lo que no se
puede predecir de ninguna manera;
una componente redundante que es posible predecir y, por tanto, eliminar
(en esto se basan las técnicas de compresión sin pérdidas de la señal como,
por ejemplo, ADPCM o, más específicamente para señales de voz, la
norma G.721).
La PSD es la transformada de Fourier de la función de autocorrelación y, como
ésta es una transformación matemática unívoca, se ve que la función de
autocorrelación y la PSD contienen básicamente la misma información acerca
de una señal. Son dos formas distintas de ver lo mismo: el grado de entropía de
una señal. La entropía de una señal en este caso puede verse como una medida
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de lo plano que es su espectro. De una señal cuyo espectro no sea plano se dice
que está "coloreada" (autocorrelacionada o que tiene redundancia).
El ruido blanco es un proceso completamente innovador, caótico, no tiene
redundancia y, por tanto, no puede comprimirse.
3. APLICACIONES
Procesamiento de señal
En general, el ruido blanco tiene muchas aplicaciones en procesado de señales:
Sirve para determinar la función de transferencia de cualquier sistema lineal e invariante
con el tiempo (LTI, Linear Time Invariant). Por ejemplo, en acústica arquitectónica la
función de transferencia se usa para medir el aislamiento acústico y la reverberación de la
sala.
En síntesis de audio (música electrónica) se usa para sintetizar el sonido de instrumentos de
percusión, o los fonemas sordos: /s/, /t/, /f/, etc.
También se puede usar para mejorar las propiedades de convergencia de
ciertos algoritmos de filtrado adaptativo mediante la inyección de una pequeña señal de
ruido blanco en algún punto del sistema.
Generación de números aleatorios
El ruido blanco generado por ciertos procesos físicos naturales o artificiales se usa como base
para la generación de números aleatorios de calidad, puesto que es, como ya se ha dicho, una
fuente de entropía.
Uso en vehículos de emergencia
Algunos vehículos de emergencia lo usan debido a que es fácil distinguirlo del ruido de fondo y
no queda enmascarado por el eco, por lo que es más fácil su localización espacial.
Uso en los seres humanos
El ruido blanco puede usarse para desorientar a personas antes de un interrogatorio y como
técnica de privación sensorial.
Por otra parte, el ruido blanco de baja intensidad puede favorecer la relajación y
el sueño (véase insomnio). En tiendas especializadas pueden adquirirse discos compactos con
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largas secuencias de ruido blanco, así como aparatos electromecánicos que hacen uso
del principio del ruido blanco para "enmascarar" los ruidos repentinos y molestos.
4. ANEXOS
5. BIBLIOGRAFÍA
http://www.duiops.net/hifi/enciclopedia/ruido-blanco.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_blanco