Zaj csoport » Oktatás » PhD kurzusok » Zajok és fluktuációk fizikai rendszerekben

Zajok és fluktuációk fizikai rendszerekben

A témáról

Mivel a véletlenszerű jelenségek előfordulását a természet alapvető sajátosságának tekinthetjük, kitüntetett szerepük van a fizikában és más tudományterületeken is. Az igen széles körben előforduló véletlen fluktuációkat gyakran az információszerzést gátló tényezőként tartják számon, a modern tudományos módszereknek köszönhetően azonban ma már információforrásként is használhatók. A zaj elnevezés alatt fizikában nem az akusztikus zajt értjük, hanem sokkal általánosabban a jelekben előforduló véletlenszerű ingadozásokat nevezzük így. A zajelemzési módszerek nagyon hatékonnyá váltak a modern digitális jelfeldolgozási módszereknek köszönhetően, és a zajkutatás eredményeit sikerrel alkalmazzák más területeken is, például a telekommunikációban és orvostudományban is.

Tematika/tételsor

  1. Általánosságban a zajokról, kutatásukról, alkalmazási lehetőségekről
  2. Matematikai leírás, valószínűségelméleti alapok, mennyiségek. Időtartománybeli és spektrális leírás
  3. Zajok mérése. Analóg és digitális mérési módszerek. Információszerzés és zajcsökkentési módszerek
  4. A zajok osztályozása különböző tulajdonságaik, fizikai modelljeik alapján. Termikus zaj, 1/f zaj és más fontosabb zajtípusok.
  5. Zajok modellezése. Analóg modellezési módszerek. Zajok előállítása analóg módszerekkel. Numerikus módszerek: pszeudovéletlen számok, zajgenerálás, Monte-Carlo-szimulációk. Differenciálegyenletek numerikus megoldása
  6. Zajok információforrásként. Véletlen gerjesztések, korrelációs sebességmérés. Fluktuációk orvosi jelekben: EKG-, vérnyomás- és légzésjel, időtartománybeli statisztikai analízis, frekvenciatartománybeli analízis, a szívritmus és a vérnyomás összefüggései, diagnosztikai alkalmazások
  7. Sztochasztikus rezonancia. A sztochasztikus rezonancia fogalma. A jel-zaj viszony definíciói. Sztochasztikus rezonancia az éghajlatváltozásokban. A kettős potenciálvölgy általánosított modellje. Sztochasztikus rezonancia biológiai rendszerekben. Jel-zaj viszony erősítés sztochasztikus rezonanciával
  8. Dithering. A fogalom eredete. Digitalizálási alkalmazások. Képmegjelenítési alkalmazások
  9. Zaj által segített gázdetektálás (Fluctuation Enhanced Sensing). (Zajok keletkezése a gázszenzorokban, alacsony zajú erősítők, PCA)
  10. Az 1/f zaj tulajdonságai
  11. Zajok további alkalmazásai

Referenciák, segédanyagok