噪聲的性質
噪聲是什麽?這是類似“時間是什麽”的大問題。對於這種問題,有人可能會回答:“在被人問到之前,我還以為自己肯定知道。”更糟的是,“噪聲”在兩個不同的領域有完全不一樣的“身份”。在科學領域,噪聲是一種外界的聲波或電磁能量;在通信領域,噪聲是指任何不是信號的東西,換句話說,它不攜帶信息。信息可以是通過電話線傳播的聲音,也可以是超聲波掃描中胎兒的身體結構。噪聲的量越大,就越難將信號從中分離出來,因此就有了信噪比的概念。
一旦識別出噪聲,消除它就相當容易了。發生在特定頻率的電路中的噪聲(例如電源發出的50赫茲的嗡嗡聲)通常可以用濾波器處理,因此可以隻保留有意義的頻率。但壞消息是,電子學中一種非常常見的噪聲形式是白噪聲,它充滿了所有我們感興趣的頻率範圍。當它通過揚聲器到達人耳時,聽起來就像嘶嘶聲。這樣的噪聲沒辦法輕易濾除,但人們可以濾除攜帶信號的頻帶以外的所有頻帶。雖然在信號波段仍然存在白噪聲,但總體信噪比將有所提高。
然而,對大多數人來說,“噪聲”是指任何聽者不想聽到的那些聲音。一個號手可能會對自己演奏出的聲音非常滿意,當然不會把它當成噪聲,但不管從技術上看他的演奏有多麽優秀,鄰居都很可能認為這是噪聲。雙方都是對的,一個人的音樂可能是另一個人的噪聲。這就觸及了“為什麽噪聲如此難以消除”這個問題的核心。幸好,幾乎每種聲音都有至少一個人喜歡它。但對有些人來說,周圍環境必須安靜,幾乎任何聲音都是一種詛咒。的確,對我們大多數人來說,聽起來是噪聲的聲音有三個共同的特征——猝不及防、響亮、無音調。為了找出這些共同特征的原因,我們需要思考為什麽我們能聽到聲音。