Was ist rosa Rauschen?
Rosa Rauschen (englisch: pink noise) ist ein Rauschen, dessen Leistungsdichte umgekehrt proportional zu seiner Frequenz ist.
Es wird rosa Rauschen genannt, weil Licht mit der gleichen Frequenzkomponente rosa erscheint. Es ist durch ein Zischen gekennzeichnet, wie das Geräusch von starkem Regen oder einem Wasserfall. Rosa Rauschen hat eine konstante Energie pro Oktavband und wird z. B. als Signalquelle für verschiedene akustische Messungen verwendet.
Ein Analogon des rosa Rauschens ist das weiße Rauschen, das unabhängig von der Frequenz eine konstante Leistung aufweist. Es wird als beruhigend empfunden, weil es für das Ohr angenehm klingt. Rosa Rauschen wird auch als 1/f-Fluktuation bezeichnet, weil seine Leistung umgekehrt proportional zu seiner Frequenz ist, und in der Natur wird es manchmal mit den Gezeiten an einem Sandstrand verglichen.
Anwendungen von rosa Rauschen
Rosa Rauschen wird als Signalquelle in einem weiten Frequenzbereich, zum Testen von Audioprodukten wie Verstärkern, Lautsprechern und Kopfhörern, als Signalquelle zum Testen elektronischer Geräte und als Schallquelle für Hörtests und zur Heilung von Menschen verwendet.
Funktionsweise des rosa Rauschens
Rosa Rauschen wird auch als 1/f-Rauschen bezeichnet, da seine Leistung umgekehrt proportional zur Frequenz ist. Dabei ist f die Frequenz. Die allgemeine Formel für Rauschen lautet: S(f)∝1/f^α.
Man beachte, dass S(f) die Spektraldichte, f die Frequenz und α 0 = < α < = 2 ist. Bei rosa Rauschen ist α etwa 1. In diesem Fall wird die Spektraldichte um den Faktor 10 in der Frequenz abgeschwächt, α x 10 dB.
Rauschen mit α um 1 kommt in der Natur vor, einschließlich Gezeitenrauschen, und ist Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Außerdem ist α = 0 weißes Rauschen und α = 2 wird als rotes Rauschen bezeichnet.
Weitere Informationen zum rosa Rauschen
1. Auswirkungen von rosa Rauschen
Rosa Rauschen wird häufig zum Testen von Audioprodukten und elektronischen Geräten verwendet. Eine weitere wichtige Anwendung ist die Verwendung als Schallquelle. Aufgrund seines hohen Anteils an niedrigen Frequenzen hat rosa Rauschen eine beruhigende Wirkung auf das Ohr, da es Außengeräusche ausblendet. Es ist auch ein angenehmes Geräusch, da es natürlichen Geräuschen, die der Mensch leicht wahrnehmen kann, sehr ähnlich ist.
Daher wird es in manchen Fällen als Umgebungsgeräusch eingesetzt, um die Konzentration und Produktivität zu verbessern. Die Wirkung von rosa Rauschen besteht darin, dass es sich positiv auf den Schlaf auswirkt. Es heißt, dass das Gehirn während des Schlafs Kurzzeitgedächtnis in Langzeitgedächtnis umwandelt.
Der Slow-Wave-Schlaf, ein besonders tiefer Zustand des Nicht-REM-Schlafs, ist für das Langzeitgedächtnis notwendig. Untersuchungen haben gezeigt, dass die akustische Stimulation mit rosa Rauschen während des Slow-Wave-Schlafs das Gedächtnis verbessert.
2. Wie man rosa Rauschen erzeugt
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, rosa Rauschen zu erzeugen, darunter einfache Methoden mit Hilfe von Rauschgeneratoren, elektronische Schaltungen wie Dioden und die Verwendung von Programmiersprachen zur Erzeugung von rosa Rauschen.
Zu den Rauschgeneratoren gehören solche, die für die Prüfung elektromagnetischer Störungen (EMI) und akustischer Eigenschaften verwendet werden, sowie solche, die in Funktionsgeneratoren eingebaut sind. Rauschen wird durch die Auswahl von weißem Rauschen, rosa Rauschen usw. erzeugt. Auch Rauschgeneratoren, die mit Synthesizern geliefert werden, können verwendet werden.
Mit einer Rauschgeneratorschaltung mit Zenerdiode, Transistor oder Operationsverstärker wird zunächst weißes Rauschen erzeugt. Anschließend wird durch Leistungsdämpfung, die umgekehrt proportional zur Frequenz ist, rosa Rauschen erzeugt. Für die Leistungsdämpfung sind -3 dB/Okt erforderlich, daher wird eine Schaltung verwendet, die als Nachlauffilter oder ähnlich bezeichnet wird.
Eine andere Methode ist die Verwendung einer Programmiersprache wie C, Java oder Python. Das Rauschen wird in der Software mit Hilfe von Zufallszahlen erzeugt.
3. Farbige Darstellung von Rauschen
Es ist gängige Praxis, Rauschen farblich darzustellen. Dies wird als farbiges Rauschen bezeichnet und umfasst Weiß, Rosa, Rot oder Braun, Blau, Violett oder Lila und Grau. Das Rauschen wird durch seine Frequenzkomponenten bestimmt, und das Rauschen wird durch die Farbe des Lichts mit denselben Frequenzkomponenten dargestellt.
Weißes Rauschen enthält alle Frequenzen gleichmäßig und wird als ‚Sir, Sir‘ wahrgenommen, wie das Geräusch des Windes oder das Rauschen eines kleinen Flusses. Rotes Rauschen ist Rauschen mit einer Leistungsdichte, die um 6 dB pro Oktave der Frequenz abnimmt. Rosa Rauschen liegt zwischen weißem und rotem Rauschen, wobei die Leistungsdichte um 3 dB pro Oktave der Frequenz abnimmt. Es ist als Zischen zu hören, wie das Geräusch von Regen oder einem Wasserfall.
Blaues Rauschen ist ebenfalls ein Rauschen, bei dem die Leistungsdichte mit steigender Frequenz um 3 dB pro Oktave zunimmt. Es hat einen begrenzten Frequenzbereich. Violettes Rauschen ist Rauschen, bei dem die Leistungsdichte um 6 dB pro Oktave zunimmt. Es hat einen begrenzten Frequenzbereich und ist gleich einer Ableitung des weißen Rauschens.
Graues Rauschen ist Rauschen mit einer Leistungsdichte nahe der Lautstärkekurve des Gehörs. Die Kurve für gleiche Lautheit ist eine Kurve für gleiches Hören mit einer starken Dämpfung der Leistungsdichte um 2000 Hz und einer geringeren Dämpfung bei niedrigeren und höheren Frequenzen.