Lexikon der Biologie

Rauschen



Rauschen hat verschiedene Ursachen. Im thermischen Gleichgewicht erzeugen die thermisch bedingten statistischen Schwankungen der Ladungsträgerverteilung (Brownsche Molekularbewegung) in einem elektrischen Leiter das thermische Rauschen oder Widerstandsrauschen. Diese Schwankungen erzeugen an den Enden des Leiters eine Rauschspannung. Fließt in einem System ein elektrischer Strom, so tritt das Schrotrauschen (auch Schroteffekt genannt) auf, das im Lautsprecher z.B. eines Rundfunkempfängers als „Rauschen“ hörbar ist. In der Physik der Halbleiter spielt das sog. Generations-Rekombinationsrauschen eine Rolle. Im Bereich optischer Frequenzen wird die Detektierbarkeit eines Signals durch das Quantenrauschen begrenzt. Als weißes Rauschen wird ein Rauschen bezeichnet, zu dem alle möglichen Frequenzen mit gleicher Amplitude beitragen. – Rauschquellen werden oft durch die Angabe eines Rauschwiderstands oder einer Rauschtemperatur charakterisiert. Das Verhältnis von Signalleistung zu Rauschleistung ist als Signal-Rausch-Verhältnis definiert. In jedem System wird durch das interne Eigenrauschen ein Rauschen zu dem am Eingang des Systems liegenden Rauschen hinzuaddiert. Am Ausgang des Systems hat sich daher das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtert, was durch die Rauschzahl angegeben wird. Ein grundsätzliches Verfahren zur Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses besteht in der Einschränkung des Frequenzbereichs des Meßsystems durch Filter, ohne daß dadurch das Signal beeinträchtigt wird. – Rauschen bildet einen nicht vermeidbaren Teil des Störsignals bei einer Signalübertragung. In analogen Übertragungssystemen muß die Leistung des Nutzsignals mindestens doppelt so groß wie die des Rauschens sein, damit es von diesem unterschieden werden kann. In digitalen Übertragungssystemen erzeugt die Unsicherheit des niedrigstwertigen Bits (LSB) bei der Digital-Analogwandlung das Digitalisierungsrauschen, mit dem ebenfalls die Übertragbarkeit für kleine Signale begrenzt wird.

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