Флуктационные помехи. Дробовой шум. Формула Шотки. Тепловой шум. Формула Найквиста. Шумы приемных антенн. Сосредоточенные по спектру (квазигармонические) помехи. Импульсные помехи. Распределение Пуассона.
В каналах связи аддитивные помехи вызываются различными причинами и могут принимать различные формы, индивидуальные реализации которых трудно учесть. Именно эти помехи чаще вызывают необратимые преобразования передаваемых сигналов. Несмотря на большое разнообразие, аддитивные помехи по их электрической и статистической структуре разделяют на три основных класса: флуктуационные (распределённые по частоте и времени), сосредоточенные по частоте (квазигармонические) и сосредоточенные во времени (импульсные).
С физической точки зрения аддитивные флуктуационные помехи порождаются в системах связи различного рода флуктуациями, т.е. случайными отклонениями тех или иных физических величин (параметров) от их средних значений. Так, источником шума в электрических цепях могут быть флуктуации тока, обусловленные дискретной природой носителей заряда (электронов, ионов). Дискретная природа электрического тока проявляется в полупроводниковых приборах в виде дробового эффекта (при заданном режиме питания схем случайно меняется число создаваемых носителей заряда).
Учтя 
, то удельная дисперсия флуктуационного тока (А2/Гц), приходящаяся на полосу частот в 1 Гц, N0=2eI0. (10.44) Это соотношение получило в радиотехнике название формулы Шотки. Согласно ей, эквивалентная шумовая схема электронного прибора содержит в себе источник тока, создающий белый шум со спектральной плотностью.
Дробовой шум электронных приборов имеет постоянный спектр мощности вплоть до частот в несколько сотен мегагерц, а затем начинает уменьшаться с ростом частоты. Наиболее распространённой причиной шума в аппаратуре связи являются флуктуации, обусловленные тепловым движением. Одной из главных причин возникновения шума являются флуктуации объемной плотности электрического заряда в проводящих телах (резисторах) из-за хаотического теплового движения носителей заряда. Случайное тепловое движение носителей заряда в любом проводнике вызывает случайную разность потенциалов (напряжения) на его концах. Среднее значение такого напряжения равно нулю, а переменная составляющая проявляется как шум. Тепловой шум на входе приёмника представляет собой случайный гауссовский процесс с нулевым средним и спектральной плотностью мощности: 
,где h = 6,624-10-34 Дж-с - постоянная Планка; k = 1,38-10-23 Дж/град - постоянней! Больцмана;
Т —абсолютная температура источника шума; f — текущая частота.
Формула Найквиста: No = 2Wo = 4kTR. Спектр шума оказывается чрезвычайно широким из-за высокой плотности «упаковки» зарядов и большой средней тепловой скорости. Это позволяет считать, что на частотах радиодиапазона тепловой шум резистора достаточно точно соответствует модели белого (дельта-коррелированного) шума.Величина No является односторонней (на положительных частотах) спектральной плотностью шума.
Источником шума в радиотехническом устройстве может быть приемная антенна, на выходе которой возникает случайное напряжение под воздействием хаотических флуктуации электромагнитного поля. Поскольку на выходе антенны, малой по сравнению с длиной волны, возникает напряжение и = El, получаем удельную дисперсию выходного напряжения: 
. (10.33). Если говорить о естественных помехах земного происхождения, то подавляющая часть мощности этого шума сосредоточена на частотах ниже 30 МГц.
К сосредоточенным по спектру аддитивным помехам принято относить сигналы посторонних радиостанций, преднамеренные помехи, излучения генераторов высокой частоты различного назначения (промышленных, медицинских) и т.п. В общем случае это модулированные колебания, т.е. квазигармонические колебания с изменяющимися параметрами. В одних случаях эти колебания являются непрерывными (например, сигналы вещательных и телевизионных радиостанций), в других - они носят импульсный характер (сигналы радиотелеграфных станций и систем передачи данных). В отличие от флуктуационных, ширина спектра сосредоточенной помехи в большинстве случаев не превышает полосы пропускания приёмника, а в некоторых случаях она намного уже этой полосы. В диапазоне коротких волн сосредоточенные по спектру помехи являются основными, определяющими качество связи, и считаются случайными колебаниями с флуктуациями фаз и амплитуд (замираниями), распределение которых такое же, как у полезных сигналов.
К импульсным (сосредоточенным во времени) аддитивным помехам принято относить помехи в виде одиночных импульсов, следующих один за другим через такие большие промежутки времени, что переходные явления в приёмнике от одного импульса успевают практически затухнуть к моменту прихода следующего импульса. К таким помехам относят многие виды атмосферных и индустриальных помех. Заметим, что "флуктуационная помеха" и "импульсная помеха" являются понятиями относительными. В зависимости от частоты следования импульсов одна и та же помеха может воздействовать как импульсная на приёмник с широкой полосой пропускания и как флуктуационная на приёмник с относительной узкой полосой пропускания. На практике импульсные помехи приходится рассматривать как случайный, относительно широкополосный (тем шире, чем короче импульсы помехи) процесс, состоящий из отдельных редких, случайно распределённых во времени и по амплитуде импульсов. Вероятностные свойства таких помех с достаточной для практических целей полнотой описываются распределением вероятностей амплитуд импульсов и распределением временных интервалов между этими импульсами. Для последних часто применяют модель Пуассона. Обозначим символом v среднее число электронов, прибывающих на анод за 1 с. Вероятность прибытия на анод ровно п электронов: 
(10.37)
Формула (10.37) определяет закон распределения Пуассона. Для этого закона характерно наличие существенных значений в области больших амплитуд, что соответствует реальной модели импульсной помехи. Это медленные (суточные, сезонные) флуктуации амплитуд радиосигналов, обусловленные не интерференционными явлениями, а поглощениями сигнала в среде распространения.
