Смањење буке

Смањење буке је процес одстрањивања изобличења (шума) из сигнала.

Шема кола за смањење буке

Негативна повратна спрега се може искористити за смањивање буке (шума) или интерференције у појачавачу, или прецизније, да повећа снагу сигнала у односу на шум. Међутим, у даљем објашњењу показаће се да је ово смањење шума могуће само под одређеним условима. Размотрићемо случај приказан на слици (а). Она приказује појачаваче са појачањем А1 улазни сигнал V_s и шум или интенференцију V_n. Претпостављено је да је дошло до појаве шума у овом појачавачу из неколико разлога и да се тај шум јавио на улазу у појачавач.

Однос сигнал-шум за овај појачавач је:

${\frac {S}{N}}={\frac {V_{s}}{V_{n}}}$

Посматрамо коло на слици (б) овдје претпостављмо да је могуће направити други појачавачки степен (или ниво) са појачањем А2, у коме не долази до појаве шума. У том случају, ми можемо еквивалентирати наш оригинални појачавач А1 са појачавачем А2, без сметњи и прикључити негативну повратну спрегу око комплетне каскаде са таквим параметрима да држи укупно појачање константним. Излазни напон кола са слике (б) може се наћи суперпозицијом:

$V_{o}=V_{s}{\frac {A_{1}A_{2}}{1+A_{1}A_{2}\beta }}+V_{n}{\frac {A_{1}}{1+A_{1}A_{2}\beta }}$

Тада однос сигнал-шум на излазу постаје:

${\frac {S}{N}}={\frac {V_{s}}{V_{n}}}A_{2}$

што је А2 пута веће него у првобитном случају.

Нагласимо још једном да је побољшање односа сигнал-шум могуће једино уколико можемо замијенити степен са шумом релативним еквивалентом без шума. Ово решење није неуобичајно у прекси. Најбољи примјер се може наћи на излазном појачавачу снаге код аудио појачавача. Такав степен обично има проблем пригушеног шума напајања. Проблем настаје због великих струја које овај степен вуче из извора напајања и ствара тешкоћу у налажењу адекватног извора напајања који није скуп. Излазни степен треба да обезбиједи велико појачање снаге, али и мало или никакво појачање напона. Ми можемо замијенити излазни степен појачавачем за мале сигнале који обезбједјује велико појачање напона и користи у великој мјери утицај негативне повратне спреге враћајући појачани напон на његову стару вриједност. Како се појачавач за мале сигнале мозе напајати другим, мање снаге, извором напајања, неће доћи до појаве пригушеног шума у њему. Пригушени шум на излазу ће тако бити смањен за вриједност појачаног напона из овог додатног предпојачавача.

Литература

• B. Boashash, editor, "Time-Frequency Signal Analysis and Processing – A Comprehensive Reference", Elsevier Science, Oxford. 2003. ISBN 0-08-044335-4-4 
• B. Boashash, "Estimating and Interpreting the Instantaneous Frequency of a Signal-Part I: Fundamentals", Proceedings of the IEEE, Vol. 80, No. 4. pp. 519-538, April 1992, . doi:10.1109/5.135376. 

Спољашње везе

• Recent trends in denoising tutorial
• Noise Reduction in photography
• Matlab software and Photoshop plug-in for image denoising (Pointwise SA-DCT filter)
• Matlab software for image and video denoising (Non-local transform-domain filter)
• Non-local image denoising, with code and online demonstration