Arten von Rauschen

Tonstudio Dortmund - Arten von Rauschen

Begriffserklärung

Unter dem Begriff „Rauschen“ versteht man Fluktuationen einer physikalischen Größe die statistisch verteilt wird. Das Rauschen selbst kann keiner spezifischen Amplitude, Phasen­lage, Wellenlänge oder Frequenz zugeordnet werden. Es entsteht durch stochastische Prozesse.

Wenn nun ein Frequenzband eine gleichbleibende Rauschenergie hat, spricht man von weißem Rauschen. Weicht die spektrale Leistungsdichte von der des weißen Rauschens ab, nennt man das farbiges Rauschen. Alle Rauschfarben haben ihren Namen aufgrund der frequenziellen Analogie zum Farbspektrum (exkl. Brown Noise, dieses ist nach seinem Entdecker benannt, farbtechnisch korrekt: Red Noise).

Einige Beispiele sind: rosa Rauschen (engl. Pink Noise; 1/f Rauschen), rotes Rauschen (engl. Brownian-/Brown-/Red-Noise; 1/f2 Rauschen), blaues Rauschen (engl. Blue Noise), violettes Rauschen (engl. Violet Noise) und schwarzes Rauschen (engl. Black Noise, faktische Stille).

Die gängigsten unter ihnen in der Audiotechnik sind weißes und rosa Rauschen, im Bereich des Dithering kommen/kamen aber auch blaues und violettes Rauschen (hauptsächlich früher genutzt) zum Einsatz.

Weißes Rauschen

Unter weißem Rauschen (engl. White Noise, manchmal auch Johnson Rauschen) versteht man ein Rauschsignal, dessen Energie über alle Frequenzen, die es beinhaltet, hinweg gleichmäßig ist (konstante spektrale Energie), es ist also linear. Es wird vom menschlichen Ohr dennoch als sehr höhenbetont wahrgenommen, da dem Gehör hohe Frequenzen lauter erscheinen (Psychoakustik). Es besitzt die Fähigkeit, störende Geräusche zu verdecken und wird deshalb unter anderem auch zur Entspannung eingesetzt.

Des Weiteren kommt es als Referenzsignal beim Testen von Mikrofon-Kanälen und beim Abgleich und Einstellen von Geräten (Kalibrierung) zum Einsatz. Auch Synthesizer nutzen u.a. weißes Rauschen als Modulationssignal.

Abb. 01 (zu weißem Rauschen): Anhand dieser Grafik kann man deutlich sehen, dass der Energiegehalt über das gesamte Frequenzspektrum konstant bleibt.

Rosa Rauschen

Als rosa Rauschen (engl. Pink Noise, auch 1/f Rauschen) bezeichnet man ein Rauschsignal, dessen Amplitude mit steigender Frequenz abnimmt, immer um 3 dB/Oktave. Jede Oktave für sich hat also die gleiche Frequenzdichte.

Anders als beim weißen Rauschen wird das rosa Rauschen vom menschlichen Gehör als ausgewogener und gleichmäßiger über die Frequenzen verteilt wahrgenommen, obwohl dies nicht den physikalischen Fakten entspricht (Psychoakustik), da die tiefen Frequenzen faktisch mehr Leistung besitzen als die Hohen.

Man kann rosa Rauschen aus weißem Rauschen erzeugen, in dem man es durch einen Filter mit der Flankensteilheit 3dB/Oktave filtert. Es wird unter anderem zum Einrauschen von Lautsprecherboxen und PA-Anlagen, sowie als Modulationssignal in Synthesizern eingesetzt. Außerdem dient es der Messung der kritischen Frequenzbänder.

Abb. 02 (zu rosa Rauschen): Hier sehen wir, wie die Amplitude mit steigender Frequenz abnimmt.

Fazit

Weißes und rosa Rauschen unterscheiden sich in erster Linie in ihrer Energiedichte. Während weißes Rauschen linear ist, nimmt rosa Rauschen pro Oktave aufwärts immer um 3 dB ab. Dort haben also nur jeweils einzelne Oktaven für sich dieselbe Energiedichte. Das Klangbild des rosa Rauschens wird aufgrund dessen vom menschlichen Gehör als ausgewogener wahrgenommen.

(c) 2020 Laura Hombeck

Quellen

Grafiken

Abb. 01:   https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19273413
Abb. 02:  https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=935211

Text

https://en.wikipedia.org/wiki/Colors_of_noise
https://www.itwissen.info/Rauschen-noise-N.html

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