„Rauschen (Physik)“ – Versionsunterschied

Außer nach physikalischen Ursachen klassifiziert man Rauschen auch nach den Parametern der [[Stochastischer Prozess|stochastischen Prozesse]], oder nach messtechnisch erfassbaren Größen, die das Rauschen beschreiben. Zu Letzteren gehört beispielsweise die spektrale Leistungsdichte, das ist die Leistung pro (infinitesimal kleiner) Bandbreite. Sie ist im Allgemeinen von der [[Frequenz]] abhängig.

Die [[spektrale Leistungsdichte]] im weiteren Sinne oder die mathematische spektrale Leistungsdichte wird als [[Fourier-Transformation|Fouriertransformierte]] der [[Autokorrelationsfunktion]] eines stationären Zufallsprozesses gewonnen. (Beispiel: Autokorrelationsfunktion der [[Rauschspannung]] über einem [[Ohmscher Widerstand|ohmschen Widerstand]]).)

Die spektrale Leistungsdichte im engeren Sinne oder die physikalische spektrale Leistungsdichte wird als [[Fourier-Transformation|Fouriertransformierte]] der [[Kreuzkorrelation]]sfunktion zweier Zufallsprozesse gewonnen. Dabei muss die Kreuzkorrelationsfunktion beim Argument 0 eine physikalisch sinnvolle Leistung sein. (Beispiel: Kreuzkorrelationsfunktion aus Rauschstrom durch einen und Rauschspannung über einem ohmschen Widerstand).)

Rauschprozesse mit konstanter spektraler Rauschleistungsdichte im weiteren Sinne nennt man ''[[Weißes Rauschen (Physik)|weißes Rauschen]]'' in Analogie zum weißen Licht, das alle Spektren (Frequenzen) des sichtbaren Lichtes mit gleicher Leistung (Intensität) umfasst. In der Realität können Rauschprozesse mit konstanter spektraler Rauschleistungsdichte nicht existieren, da sie eine unendlich große Leistung transportieren müssten. Allerdings gibt es physikalische Rauschprozesse, deren spektrale Rauschleistungsdichte auch im engeren Sinne in einem bestimmten mehr oder weniger großen Frequenzband praktisch konstant sind. Der Einfachheit halber bezeichnet man diese Prozesse dann auch als ''weiß''. Dazu gehört beispielsweise das [[Thermisches Rauschen|thermische Rauschen]] und das Schrotstromrauschen. Häufig kommt dieses ''quasi-weiße'' Rauschen dadurch zustande, dass von einem ''Gaußschen Rauschen'', also einem Rauschen, bei dem die Amplituden der einzelnen Frequenzen [[Gauß-Verteilung|gaußverteilt]] sind, nur ein Ausschnitt betrachtet wird oder relevant ist, in dem die [[Amplitude]]n praktisch als [[Physikalische Konstante|konstant]] angesehen werden können. ''Weißes Rauschen'' ist nicht [[selbstähnlich]].

Äußere Rauschquellen sind das ''[[Hintergrundrauschen]]'' (auch ''Wärmerauschen'') durch die Entstehung des [[Weltall]]s, ''Kosmisches Rauschen''  – vorwiegend von den [[Fixstern]]en des [[Milchstraße]]nsystems (nimmt mit etwa 1/f³ ab) –, ''Terrestrisches Rauschen'' wie atmosphärisches Wärmerauschen, [[Blitz]]entladungen, [[Funke (Entladung)|Zündfunken]], [[Bürstenfeuer]] an elektrischen Maschinen und durch Schaltvorgänge sowie ''Kontaktrauschen'' an Kontaktstellen zwischen [[Elektrischer Leiter|elektrischen Leitern]] und/oder [[Halbleiter]]n.

Das ''Bildrauschen'' in analogem [[Videotechnik|Video]] und [[Fernsehen]], ist ein zufälliges Pixelmuster, das angezeigt wird, wenn von der Antenne eines Fernsehgeräts oder -empfängers kein Signal empfangen wird. Das Muster sieht aus wie zufällig flackernde Punkte oder „Schnee“. Es entsteht dadurch, dass die Antenne [[Elektromagnetische Welle|elektromagnetische Schwingungen]] bzw. ein elektromagnetisches [[Grundrauschen]] auffängt. Meistens sieht man diesen Effekt auf Analogfernsehgeräten ohne eingestellten Kanal oder auf leeren [[Video Home System|VHS]]-Kassetten.

Auch ohne Signalquellen in der Umgebung kann es zu Bildrauschen kommen, denn das Fernsehgerät selbst ist ebenfalls eine Rauschquelle. So können die verbauten Komponenten auch ein Rauschen erzeugen. Das meiste Rauschen rührt von demvom ersten Transistor unmittelbar hinter dem Antennenanschluss her.<ref name="hdtvprimer" />