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白噪声是一种在信号处理、音频工程和科学实验中常用的随机信号,其特点是功率谱密度在整个频率范围内均匀分布。生成理想的白噪声需要确保每个时间点的采样值完全随机且不相关。
一种常见的方法是利用均匀分布或高斯分布的随机数生成器来产生白噪声序列。均匀分布的白噪声在幅值上分布均匀,而高斯分布的白噪声更接近自然界的随机过程。通过调整随机数的标准差可以控制噪声的强度。
在实际应用中,可以通过快速傅里叶变换(FFT)来验证生成的白噪声是否符合频谱平坦的特性。理想情况下,其功率谱应在所有频率上呈现均匀分布,无明显峰值或谐波成分。
若需生成特定长度的白噪声信号,可先生成对应数量的随机采样点,再通过归一化处理确保信号幅值在合理范围内。这种方法在音频合成、滤波器测试和通信系统仿真中均有广泛应用。