Kohina

Wikipedia

Kohina tarkoittaa tietoliikenteessä ja akustiikassa hyötysignaaliin kuulumatonta satunnaissignaalia. Kohina on esimerkiksi tuttua "lumisadetta" televisiossa, mutta kaikessa elektroniikassa on havaittavissa kohinaa. Esimerkiksi analoginen radiolähetys kohisee voimakkaasti kun vastaanotin viritetään kanavien väliselle taajuudelle. (Kohina ei kanavien välissä ole sen suurempaa kuin kanavien kohdallakaan mutta vastaanottimen automaattinen vahvistuksen säätö nostaa sen kuuluviin kantoaallon puuttuessa.) Kohinaa ei kukaan lähetä, vaan se johtuu pääasiassa vastaanottimessa itsessään syntyvästä kohinasta ja jossain määrin myös luonnon omasta kohinataustasta (kaikista lämpimistä pinnoista emittoituvasta sähkömagneettisesta säteilystä, alkuräjähdyksestä ja auringossa tapahtuvista purkauksista).

Lähetin-, vastaanotin- ja vahvistinkomponenttien valinnassa käytetään hyvään lopputulokseen pääsemiseksi laadukkaita komponentteja. Silti kaikki resistiiviset (häviölliset) kappaleet synnyttävät kohinaa normaalissa käyttölämpötilassa. Lämpökohina voitaisiin poistaa vain jäähdyttämällä komponentit 0 K lämpötilaan (-273,16 °C) ja eliminoimalla kaikki häviöt rakenteessa. Molempia menetelmiä sovelletaan erikoissovelluksissa, mutta kohinaa ei silti voida täysin poistaa.

Kameran kennon kohinaa. (Kuvassa näkyy myös että kenno ei ole yhtä herkkä kaikkialla.)

Signaali-kohinasuhde (S/N, SNR, signal/noise ratio) kuvan vastaanotetun signaalin hyvyyttä. Se tarkoittaa vastaanotettun hyötysignaalin tehon suhdetta kohinan tehoon: signaali-kohinasuhde on vastaanotettu signaaliteho (W) jaettuna kohinateholla (W). Se ilmaistaan usein suhdelukuna tai logaritmisella skaalalla desibeliarvona. Mitä suurempi SNR on sitä uskollisemmin alkuperäinen signaali saadaan vastaanotetuksi. Kohinaa on kuitenkin siirtotiellä aina olemassa.

UWB (Ultra Wide Band) ja WCDMA-signaalinsiirrossa (3G-mobiililaitteet) ja 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.

Valokuvissa kohina näkyy satunnaisesti ympäristöä vaaleampina ja tummempina pisteinä. Digitaalikamerassa valokuvan kohina aiheutuu pääosin CCD-kennon antaman sähköisen signaalin kohinasta. Kohinan määrä riippuu paljon kennon koosta (pieni kenno - heikko signaali-kohinasuhde) ja filminherkkyyden asetuksesta (ISO-lukema), joka säätää signaalin vahvistusta (suuri ISO lukema ja vahvistus - suuri kohina kuvassa). Kohinaa voidaan suodattaa pois kuvasta myös jälkikäteen ohjelmallisesti, mutta se tapahtuu joko resoluution tai kuvataajuuden (valotusaika) kustannuksella.

[muokkaa] Katso myös

• Valkoinen kohina
• Vaaleanpunainen kohina
• Lämpökohina