ДРОБОВО́Й ШУМ

ДРОБОВО́Й ШУМ, бес­по­ря­доч­ные из­ме­не­ния (флук­туа­ции) при­ни­мае­мо­го или пе­ре­да­вае­мо­го сиг­на­ла от­но­си­тель­но его ср. зна­че­ния, вы­зван­ные дис­крет­но­стью по­то­ков фо­то­нов и элек­тро­нов в оп­тич. и ра­дио­элек­трон­ных уст­рой­ст­вах. Д. ш. про­яв­ля­ет­ся, напр., в ви­де аку­стич. шу­ма в ди­на­ми­ке ра­дио­при­ём­ни­ка, в ви­де т. н. сне­га на эк­ра­не те­ле­ви­зо­ра, блё­сток на эк­ра­нах ра­дио­ло­ка­то­ра и циф­ро­вой ка­ме­ры и т. п. Тер­мин «Д. ш.» воз­ник по ана­ло­гии аку­стич. шу­ма с шу­мом па­даю­щих дро­би­нок. Д. ш. при­во­дит к ис­ка­же­нию по­лез­ных сиг­на­лов и ог­ра­ни­чи­ва­ет чув­ст­ви­тель­ность при­ём­ни­ков.

Д. ш. со­про­во­ж­да­ет лю­бые про­цес­сы, свя­зан­ные с об­ра­зо­ва­ни­ем по­то­ков за­ря­жен­ных или ней­траль­ных час­тиц: элек­трон­ную, ион­ную и фо­то­элек­трон­ную эмис­сии, диф­фу­зию элек­тро­нов в по­лу­про­вод­ни­ко­вых при­бо­рах, фор­ми­ро­ва­ние элек­трон­ных пуч­ков и т. п. В от­ли­чие от те­п­ло­во­го шу­ма, вы­зван­но­го те­п­ло­вым дви­же­ни­ем элек­тро­нов, Д. ш. не за­ви­сит от темп-ры; в боль­шин­ст­ве сис­тем он оп­ре­де­ля­ет ми­ним. ве­ли­чи­ну по­мех.

Д. ш. мож­но пред­ста­вить как по­сле­до­ва­тель­ность слу­чай­ных им­пуль­сов, по­хо­жих по фор­ме и слу­чай­но рас­пре­де­лён­ных во вре­ме­ни. Дис­крет­ные со­бы­тия, соз­даю­щие им­пуль­сы, не­за­ви­си­мы, и рас­пре­де­ле­ние этих со­бы­тий во вре­ме­ни опи­сы­ва­ет­ся функ­ци­ей плот­но­сти ве­ро­ят­но­сти Пу­ас­со­на. Спек­траль­ная плот­ность $S$ Д. ш. не за­ви­сит от час­то­ты (бе­лый шум). В элек­трон­ных по­то­ках она опи­сы­ва­ет­ся фор­му­лой Шотт­ки (1918): $$S(I)=\bar{i^2}/△f=2qI$$где $\bar{i^2}$ – ср. квад­рат флук­туа­ций то­ка, $△f$ – по­ло­са час­тот, в ко­то­рой из­ме­ря­ют­ся шу­мы, $q$ – эле­мен­тар­ный элек­трич. за­ряд, $I$ – си­ла то­ка. Флук­туа­ции то­ка сни­жа­ют­ся при су­же­нии по­ло­сы час­тот. Спек­траль­ная плот­ность умень­ша­ет­ся с рос­том час­то­ты, ко­гда пе­ри­од ко­ле­ба­ний ста­но­вит­ся со­из­ме­ри­мым со вре­ме­нем про­лё­та за­ря­да че­рез ра­бо­чую об­ласть, и при на­ли­чии про­стран­ст­вен­но­го за­ря­да в про­ме­жут­ке ме­ж­ду ано­дом и ка­то­дом.

Д. ш. про­яв­ля­ет­ся и в ас­тро­но­мич. на­блю­де­ни­ях. Так, пре­дель­но на­блю­дае­мое чис­ло ра­дио­ис­точ­ни­ков ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся Д. ш. от дис­крет­ных ис­точ­ни­ков ра­дио­из­лу­че­ния. Воз­дей­ст­вие та­ких шу­мов на ра­дио­те­ле­скоп оп­ре­де­ля­ет по­рог об­на­ру­же­ния пре­дель­но сла­бых объ­ек­тов.