Kohina

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Kohina tarkoittaa tietoliikenteessä ja akustiikassa hyötysignaaliin kuulumatonta satunnaissignaalia. Kohinaa on havaittavissa kaikessa elektroniikassa.

Signaali-kohinasuhde[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Signaali-kohinasuhde (S/N, SNR, engl. signal to noise ratio) kuvaa vastaanotetun signaalin laatua. Se tarkoittaa vastaanotetun hyötysignaalin tehon suhdetta kohinan tehoon: signaali-kohinasuhde on vastaanotettu signaaliteho (W) jaettuna kohinateholla (W). Signaali-kohinasuhde ilmaistaan usein suhdelukuna tai logaritmisella asteikolla desibeliarvona. Mitä suurempi SNR on, sitä alkuperäiselle uskollisempana signaali on vastaanotettu. Kohinaa on kuitenkin siirtotiellä aina olemassa.

Kohina analogisissa vastaanottimissa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kohinaa vanhassa mustavalkotelevisiossa.

Analogisissa televisioissa kohinaa näkyy esimerkiksi ohjelmalähetyksen puuttuessa, ja analoginen radiovastaanotin toistaa kohinaa, kun se viritetään kanavien väliselle taajuudelle. Kohinaa ei ole kanavien välissä enemmän kuin kanavien kohdalla, mutta vastaanottimen automaattinen vahvistuksensäätö nostaa sen kuuluviin kantoaallon puuttuessa. Vastaanotinten toistama kohina johtuu pääasiassa laitteissa itsessään syntyvästä kohinasta, jossain määrin myös luonnon omasta taustakohinasta: lämpimien pintojen emittoimasta sähkömagneettisesta säteilystä, kosmisesta taustasäteilystä ja auringossa tapahtuvista purkauksista.

Kohinaa ei voi eliminoida lähettimen, vastaanottimen ja vahvistimen rakentamiseen käytettävien komponenttien valinnalla: kaikki häviölliset eli resistiiviset komponentit synnyttävät kohinaa normaalissa käyttölämpötilassa. Lämpökohinaa voidaan kuitenkin vähentää merkittävästi jäähdyttämällä komponentit mahdollisimman lähelle absoluuttista nollapistettä (-273,15 °C) ja eliminoimalla kaikki häviöt rakenteessa.

Kohina valokuvauksessa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kameran kennon kohinaa. Kuvan perusteella kuvausvälineen kenno ei ole yhtä herkkä kaikkialla.

Valokuvissa kohina näkyy satunnaisesti ympäristöä vaaleampina ja tummempina pisteinä. Digitaalikameralla otettujen valokuvien kohina on pääosin kennon sähköisen signaalin tuottamaa. Kohinan määrä riippuu kennon koosta ja filminherkkyyden asetuksesta (ISO-lukema): pienillä kennoilla on heikko signaali-kohinasuhde, suuri filmiherkkyys vahvistaa signaalia ja lisää kohinaa. Kohinaa voidaan suodattaa pois kuvasta jälkikäteen ohjelmallisesti, mutta se tapahtuu joko resoluution tai kuvataajuuden (valotusaika) kustannuksella.

Kohinan hyödyntäminen signaalin suojauksessa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

UWB- ja WCDMA-signaalinsiirrossa (3G-mobiililaitteet) sekä monissa sotilaslaitteissa koodausmenetelmänä käytetään lähetys-vastaanottoavainperiaatetta, jossa hyötysignaali levitetään (moduloidaan) niin laajalle kaistalle, että sen spektraalinen tehotiheys jää kohinarajan alle. Tällöin hyötysignaali peittyy kohinaan ja sitä on mahdoton kuunnella ilman vastaanottoavainta. Vastaanotossa signaali kerätään takaisin alkuperäiselle kaistalle koodausavaimen avulla, jolloin näin saatu ilmaistu signaali ylittää kohinatehon ja signaali voidaan tulkita.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]