噪音的科學(xué)定義是噪聲，從生理學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，凡是干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作以及對(duì)人們所要聽(tīng)的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，即不需要的聲音，統(tǒng)稱為噪聲。當(dāng)噪聲對(duì)人及周圍環(huán)境造成不良影響時(shí)，就形成噪聲污染。物理學(xué)上，噪聲指一切不規(guī)則的信號(hào)(不一定要是聲音)，比如電磁噪聲，熱噪聲，無(wú)線電傳輸時(shí)的噪聲，激光器噪聲，光纖通信噪聲，照相機(jī)拍攝圖片時(shí)畫(huà)面的噪聲等。

噪聲的分類方式有多種。按其來(lái)源，噪聲可分為外部噪聲和內(nèi)部噪聲。外部噪聲主要源自系統(tǒng)外部的電磁波干擾或電源串?dāng)_，例如電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲以及天體放電現(xiàn)象等。而內(nèi)部噪聲則多由系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備電路、電器機(jī)械運(yùn)動(dòng)、器材材料本身等引起。另外，從統(tǒng)計(jì)理論角度看，噪聲可分為平穩(wěn)和非平穩(wěn)兩類。平穩(wěn)噪聲的統(tǒng)計(jì)特性不隨時(shí)間變化，而非平穩(wěn)噪聲的統(tǒng)計(jì)特性則會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化。在實(shí)際應(yīng)用中，這兩種噪聲可理解為：前者對(duì)通信系統(tǒng)的干擾是持續(xù)穩(wěn)定的，后者則隨信號(hào)的變化而變化。此外，根據(jù)噪聲與信號(hào)之間的關(guān)系，還可將噪聲分為加性噪聲和乘性噪聲。加性噪聲獨(dú)立于有用信號(hào)，始終存在并干擾信號(hào)，對(duì)通信系統(tǒng)的危害不可避免。而乘性噪聲則與信號(hào)同步存在，信號(hào)消失時(shí)，乘性噪聲也隨之消失。

音頻系統(tǒng)要求良好接地，接地電阻應(yīng)控制在4歐姆以內(nèi)。否則，設(shè)備產(chǎn)生的感應(yīng)電荷無(wú)法流入大地，會(huì)導(dǎo)致噪聲電壓疊加在音頻信號(hào)上。此外，不同設(shè)備地線間的電阻差異或系統(tǒng)內(nèi)部接地的回路問(wèn)題，也可能引發(fā)接地噪聲。當(dāng)兩個(gè)音頻系統(tǒng)互連時(shí)，若地線直接相連，也可能產(chǎn)生噪聲。不良接地會(huì)引起接地回路噪聲，良好的接地電阻控制和星型接地設(shè)計(jì)可以減少這種噪聲。

在音頻系統(tǒng)中，設(shè)備的連接方式至關(guān)重要。由于不同設(shè)備具有不同的接口和接插件，因此必須確保使用正確的連接方式來(lái)有效屏蔽外部電磁輻射干擾。平衡式傳輸是常用的有效方式，它能確保外部干擾源對(duì)電纜信號(hào)線產(chǎn)生的共模干擾電平相互抵消，從而消除干擾電壓。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用平衡式連接。當(dāng)與不平衡輸出設(shè)備連接時(shí)，雖然可以直接使用單芯屏蔽電纜連接平衡設(shè)備和不平衡設(shè)備，但這樣做可能會(huì)增加噪聲，因?yàn)槠帘螌涌赡芨袘?yīng)到噪聲并混入音頻信號(hào)中。建議的做法是，無(wú)論采用何種傳輸方式，都使用雙芯屏蔽電纜，并且確保屏蔽層僅在平衡輸出或輸入的一端接地。如果兩端都是不平衡連接且傳輸距離較遠(yuǎn)，最好使用平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器或音頻隔離變壓器將傳輸轉(zhuǎn)換為平衡式。

白噪聲，顧名思義，是一種覆蓋全頻域的隨機(jī)噪音。它給人的感覺(jué)就像是持續(xù)不斷的“嘶嘶”聲，與電視無(wú)信號(hào)時(shí)播放的雪花噪音頗為相似。白噪音多源于設(shè)備內(nèi)部的增益裝置或功放。當(dāng)音量調(diào)節(jié)至過(guò)高水平時(shí)，底噪問(wèn)題便會(huì)凸顯。針對(duì)這一問(wèn)題，我們需要仔細(xì)檢查聲卡、軟件以及音箱的輸出音量，確保各環(huán)節(jié)均未出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象。此外，高靈敏度的麥克風(fēng)，例如電容麥，能夠捕捉到環(huán)境中極為微弱的噪音，如空調(diào)運(yùn)行聲、外界交通噪音以及風(fēng)聲等，這些因素也可能對(duì)白噪音的產(chǎn)生造成影響。

數(shù)字失真產(chǎn)生的聲音通常呈現(xiàn)為刺耳的“嗡嗡”聲，與自然界的聲響迥然不同。其表現(xiàn)會(huì)因電腦運(yùn)行的進(jìn)程而有所差異，例如，在使用不同的軟件或效果器時(shí)，數(shù)字失真的特性也會(huì)相應(yīng)變化。數(shù)字失真多與聲卡的問(wèn)題相關(guān)，或是由于監(jiān)聽(tīng)音箱與電腦共享同一電源插座所引起。為確保避免數(shù)字失真，應(yīng)確保監(jiān)聽(tīng)音箱或其他放音設(shè)備從獨(dú)立的電源插座獲取電力，而非與電腦等其他數(shù)字設(shè)備共用。

回授嘯叫多因話筒與音箱距離過(guò)近，導(dǎo)致話筒拾取到音箱發(fā)出的聲音，從而引發(fā)自激現(xiàn)象。一旦發(fā)生回授，會(huì)聽(tīng)到刺耳的高頻嘯叫聲，這在一些小型樂(lè)隊(duì)演出時(shí)的調(diào)音過(guò)程中較為常見(jiàn)。為避免回授嘯叫，錄音時(shí)可以選擇使用耳機(jī)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，這樣話筒就不會(huì)再拾取到音箱的聲音，進(jìn)而消除自激現(xiàn)象。

這些聲音大致可分為兩類：首先是隨機(jī)分布的噼啪聲，這往往與軟件的參數(shù)設(shè)置不當(dāng)有關(guān)。其次是有節(jié)奏的噼啪聲，例如每半秒響一次，這可能是由于聲卡故障或驅(qū)動(dòng)未正確安裝所引起。對(duì)于這兩種情況，解決方法也有所不同。對(duì)于隨機(jī)分布的噼啪聲，嘗試增加緩存大小通常可以解決問(wèn)題;而對(duì)于有節(jié)奏的噼啪聲，則常需要檢查聲卡的軟件或驅(qū)動(dòng)是否兼容。對(duì)于音頻設(shè)備來(lái)說(shuō)，信噪比是一個(gè)比較重要的參數(shù)，它指音源產(chǎn)生最大不失真聲音信號(hào)強(qiáng)度與同一時(shí)刻背景噪音強(qiáng)度之間的比率，即信號(hào)噪聲比，簡(jiǎn)稱信噪比(SIGNAL-NOISE RATIO)，通常以S/N或者SNR表示，單位為分貝(dB)。信噪比越高表示底噪控制得越好，現(xiàn)在的音頻設(shè)備一般都能達(dá)到60dB以上。

因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)應(yīng)用中，信噪比越大，就越能提供更清晰的信號(hào)、更低的失真、更高的帶寬效率和更好的通信可靠性。例如，在無(wú)線通信、音頻設(shè)備如麥克風(fēng)中，高信噪比意味著設(shè)備能更好地區(qū)分信號(hào)和噪聲，捕獲更清晰、真實(shí)的音頻。具體到某些設(shè)備如無(wú)線領(lǐng)夾麥克風(fēng)，信噪比超過(guò)70dB被認(rèn)為是表現(xiàn)良好，而80dB以上則是優(yōu)秀。而信噪比低時(shí)，小信號(hào)輸入時(shí)噪音嚴(yán)重，整個(gè)音域的聲音明顯感覺(jué)是混濁不清，所以信噪比低于80dB的有源音箱不建議購(gòu)買，而低音炮70dB的低音炮同樣原因不建議購(gòu)買。為提高SNR，人們會(huì)采用提高信號(hào)發(fā)射功率、優(yōu)化接收端處理算法、使用噪聲抑制技術(shù)等手段，同時(shí)需考慮功耗、成本、復(fù)雜度等限制。

然而，信噪比過(guò)高可能對(duì)信號(hào)產(chǎn)生不利影響。因此，有必要依據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景選擇適當(dāng)?shù)男旁氡?。理想的音頻功率放大器，若不考慮該功率放大器的增益大小，輸入一定頻率的正弦波信號(hào)，其輸出也應(yīng)該是沒(méi)有失真(波形沒(méi)有變形)、沒(méi)有噪聲的正弦波信號(hào)。但真實(shí)的音頻功率放大器的輸出音頻信號(hào)總會(huì)有一點(diǎn)失真，并且疊加了噪聲(在正弦波上疊加了高頻雜波)。這種失真是較小的，從波形圖中也難看出來(lái)，只有用失真儀才能測(cè)出。波形的失真是由于在正弦波上加了多種高次諧波造成的(如3次諧波、5次諧波等)所以稱為總諧波失真。理想的音頻功率放大器沒(méi)有諧波失真及噪聲，所以THD+N=0。實(shí)際的音頻功率放大器有各種諧波造成的失真及由器件內(nèi)或外部造成的噪聲，它有一定的THD+N的值。這個(gè)值一般在0.000n%-10%之間(n=1～9)。從輸出信號(hào)的頻譜上分析，除了基波及各次諧波外，還有噪聲的影響，音頻設(shè)備噪聲是隨機(jī)噪聲，通常用寬帶白噪聲表示。

白噪聲，這一在音頻領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的測(cè)試信號(hào)，以其頻率分布的均勻性，成為評(píng)估和校準(zhǔn)音頻系統(tǒng)的得力工具。通過(guò)白噪聲的測(cè)試，我們可以確保系統(tǒng)各頻段的響應(yīng)均衡，進(jìn)而保障音頻產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。在電子音樂(lè)中，白噪聲常被用作聲音效果或合成聲音的基礎(chǔ)，比如許多打擊樂(lè)器就含有豐富的白噪聲成分。此外，白噪聲還常用于掩蓋其他聲音，利用人腦對(duì)頻率的篩選機(jī)制，通過(guò)引入白噪聲來(lái)降低其他噪聲的干擾。粉紅噪聲，又被稱為1/f噪聲或閃爍噪聲，與白噪聲有相似之處，但它的獨(dú)特之處在于每個(gè)倍頻程中的能量分布是均勻的。在技術(shù)層面，其功率譜密度與頻率的倒數(shù)呈現(xiàn)正比關(guān)系。在音頻工程中，粉紅噪聲被廣泛應(yīng)用于測(cè)試系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是否平坦。通過(guò)將白噪聲送入粉紅濾波器，可以輕松地生成粉紅噪聲。這種濾波器會(huì)隨著頻率的上升而逐漸消除更多能量，大致每倍頻程減少3 dB。

粉紅噪聲，這一特殊的音頻現(xiàn)象，在音頻處理和音樂(lè)制作中，尚未得到充分的研究與發(fā)掘。其潛在的效果與價(jià)值，如同未被開(kāi)采的寶藏，等待著專業(yè)人士的深入探索。盡管白噪聲與白光相似，代表著所有頻率的平等分布，但粉紅噪聲卻與可見(jiàn)光譜下端的光有關(guān)，即紅光。這種聯(lián)系也進(jìn)一步加深了我們對(duì)粉紅噪聲特性的理解。接下來(lái)，我們將探討另一種噪聲——褐噪聲。與粉紅噪聲相似，褐噪聲也有其獨(dú)特的性質(zhì)和應(yīng)用。在音頻工程中，褐噪聲同樣扮演著重要的角色。褐噪聲，又被稱為布朗噪聲，是一種模擬布朗運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的隨機(jī)性信號(hào)噪聲。在擴(kuò)聲、錄音和檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域中，1KHz的正弦波常被用作標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制信號(hào)，進(jìn)行電平校準(zhǔn)等關(guān)鍵應(yīng)用。為了更好地理解這種隨機(jī)性信號(hào)噪聲，我們可以將其與1KHz正弦波進(jìn)行對(duì)比。這種對(duì)比將有助于我們更全面地把握這種隨機(jī)性信號(hào)噪聲的特征。