Dowolny przebieg okresowy składa się z fali harmonicznej o częstotliwości odpowiadającej okresowi, oraz z fal harmonicznych o częstotliwościach będących wielokrotnością tej częstotliwości. A co jeśli przebieg nie jest okresowy? Jeśli jest tak skomplikowany, że zdaje się chaotyczny? W takiej sytuacji także można go rozłożyć na składowe fale harmoniczne, ale częstotliwości składowe nie będą już tworzyły szeregu arytmetycznego. Może to być dobrze określony zbiór częstotliwości, lub częstotliwości mogą tworzyć widmo ciągłe.

Sygnałem o widmie ciągłym – jest szum – czyli sygnał losowy w którym nie można znaleźć żadnej regularności. Sygnał taki nie niesie żadnej informacji, więc jest raczej bezużyteczny. Niestety, ze względu na losowość na pewnym poziomie fizyki, szum występuje wszędzie. Szczególnie uciążliwy jest w bardzo czułych detektorach, gdzie sygnał który ma zostać rozpoznany ma zbliżoną wartość do tej jaka określa wartość szumów. Szum wprowadza także aparatura pomiarowa. Każdy wzmacniacz dodaje do wzmacnianego zaszumianego sygnału - własny szum.

Wydaje się, że wydzielenie wartościowego sygnału, wobec ogarniającej nas z wszystkich stron masy źródeł sygnałów zakłócających – składowych totalnego szumu wydaje się niemożliwe, jednak jest pewna dość prosta sztuczka: Ponieważ energia szumu jest ograniczona, a musi on zawierać wszystkie częstotliwości, każda z nich – ma małą energię. Można więc wydzielić część widma w której spodziewamy się sygnału – informacji. Właśnie tą rolę pełnią w radiokomunikacji obwody rezonansowe.

Ale szum ma też swój urok. Szum wiatru w liściach traw, szum morza, dostarczają nam losowych bodźców w którym zmysły, nie znajdują śladu zagrożenia – celowej regularności drapieżnika. Z drugiej strony szum stosuje się czasem jako blokadę określonego zmysłu lub zmysłów odwracając uwagę od bodźców niepożądanych. To na tej zasadzie szum działa przeciwbólowo – na przykład puszczany przez słuchawki u dentysty. I jest całkowicie niegroźny dla zdrowia. Podobnie skuteczne jest słuchanie szumu przez zatyczki do uszu – pozwala zasnąć nawet w obecności tubalnego chrapania które potrafi się przedrzeć przez dobre słuchawki dzwiękochronne.

Aby imitować zjawiska losowe – mamy specjalne generatory szumu, które w zależności od potrzeb maja różne charakterystyki nazywane barwą szumu. Najczęściej stosowane „barwy” – to biały i różowy. W pierwszym – wszystkie częstotliwości¹ reprezentowane są przez taką samą wartość amplitudy, w drugim – przez taką samą wielkość energii co odpowiada zmniejszaniu amplitudy o 3dB/oktawę. Barwa, jest więc odpowiednikiem rozkładu widmowego – podobnie jak subiektywnie odbierana barwa światła. I to właśnie barwa szumu pozwala odróżnić szumy różnego rodzaju.

W elektronicznych generatorach szumu, wykorzystuje się zjawisko które jest prawdziwą zmorą elektroników – losowy charakter prądu tunelowania w złączu p-n. Pod tą specjalistyczną nazwą kryje się efekt kwantowy polegający na tym, że mimo występowania bariery potencjału na granicy dwóch typów półprzewodnika, niektóre elektrony mogą przez tą barierę kwantowo „przeskoczyć” tworząc niewielki, ale jednak prąd, który można odpowiednio wzmocnić uzyskując obraz wahań tego prądu, na który składają się losowe przeskoki elektronów.

Wahania prądu płynącego w przeciwnym kierunku niż przewodzi złącze, podobnie jak wartość tego prądu są niewielkie i aby uzyskać szum o wystarczającej amplitudzie, należy go wzmocnić kilka tysięcy razy. Takie złącze w dość szerokim zakresie częstotliwości generuje szum biały.

Generatory szumu, jako źródło rzeczywiście losowych wartości jest ważnym elementem generatorów liczb losowych, które w odróżnieniu od generatorów pseudolosowych, nie wykazują żadnych korelacji są więc doskonałe do komputerowego modelowania zjawisk statystycznych takich jak chociażby natężenie ruchu drogowego.

• https://pl.wikipedia.org/wiki/Szum_bia%C5%82y
• https://pl.wikipedia.org/wiki/Szum_r%C3%B3%C5%BCowy