Tartalom
- Elektronikus jelek és zaj
- A Decibel egységeiről
- Jelmérés és elemzés
- SNR számítás - Egyszerű
- SNR számítás - bonyolult
- Az SNR jelentése
Az elektronikában és a rádióban a kívánt elektronikus jelek és a nem kívánt zajok aránya rendkívül széles tartományban változhat, akár egymilliárdszor is lehet. A jel-zaj arány (SNR) kiszámítása vagy két logaritmus különbsége, vagy a fő és a zajjel arányának logaritmusa.
Elektronikus jelek és zaj
Ami a jobb vagy rosszabb, a nem kívánt zaj a jelek természetes előfordulása és elkerülhetetlen része az összes elektronikus áramkörben és az átvitt rádióhullámokban. Minden áramköri elem, a tranzisztoroktól az ellenállásokig és a huzalozásig, atomokból áll, amelyek véletlenszerűen rezegnek a környezeti hőmérsékletre reagálva; a véletlenszerű rezgések elektromos zajt okoznak. A levegőben a rádió átvitel az elektromos vezetékek, ipari berendezések, a nap és sok más forrás által elektromágneses interferenciával (EMI) telepen zajlik. Az elektronikai mérnök meg akarja tudni, hogy a készülék milyen jelet fogad, mennyi a zaj és mennyi a kívánt információ.
A Decibel egységeiről
A jelekkel dolgozó tudósok és mérnökök gyakran a decibel (dB) formátumú méréseket használják a szokásos lineáris egységek, például voltok vagy wattok helyett. Ennek oka az, hogy egy lineáris rendszerben sok nehézkes nullát ír be a számaiba, vagy pedig tudományos jelölést igényel. A decibel egységek viszont logaritmusokra támaszkodnak. Noha a dB egységek hozzászoknak bizonyos körülményekhez, megkönnyítik az életet, mivel engedik, hogy kompaktabb számokat használjon. Például egy erősítő dinamikus tartománya 100 dB; ez azt jelenti, hogy a legerősebb jelek 10 milliárdszor erősebbek, mint a leggyengébbek. A „100 dB-vel” dolgozni könnyebb, mint a „10 milliárd” -nál.
Jelmérés és elemzés
Az SNR számítás elvégzése előtt szükség lesz a főjel, S és a zaj N mért értékeire. Használhat egy jel-erő-elemzőt, amely a jeleket grafikus kijelzőn mutatja. Ezek a kijelzők jellemzően a jelerősséget decibel (dB) egységekben mutatják. Másrészt „nyers” jel- és zajértékeket kaphat olyan egységekben, mint volt vagy w. Ezek nem dB egységek, de meg lehet jutni a dB egységekhez logaritmus függvény alkalmazásával.
SNR számítás - Egyszerű
Ha a jel- és a zajmérés már dB formátumban van, akkor egyszerűen vonja le a zajértéket a főjelből: S - N. Mert amikor logaritmusokat vonunk le, ez ugyanaz, mint a normál számok osztása. A számok különbsége az SNR. Például: -5 dB erősségű rádiójelet és -40 dB zajjelet mér. -5 - (-40) = 35 dB.
SNR számítás - bonyolult
Az SNR kiszámításához ossza meg a főjel értékét a zaj értékével, majd vegye figyelembe az eredmény közös logaritmusát: log (S ÷ N). Még egy lépés: Ha a jelerősség-számok teljesítményegységekben vannak megadva (watt), szorzzuk meg 20-zal; ha ezek feszültség egységek, szorzzuk meg 10-del. Teljesítmény esetén SNR = 20 log (S ÷ N); feszültség esetén SNR = 10 log (S ÷ N). Ennek a számításnak az eredménye az SNR decibelben kifejezve. Például az Ön mért zajértéke (N) 1 mikrovolta, és a jele (S) 200 millivolt. Az SNR 10 log (.2 ÷ .000001) vagy 53 dB.
Az SNR jelentése
A jel-zaj arányszámok a kívánt jel erősségét érintik a nem kívánt zajhoz viszonyítva. Minél nagyobb a szám, annál inkább a kívánt jel „kiemelkedik” a zajhoz képest, ami egyértelműbb átvitelt jelent, jobb műszaki minőségű. A negatív szám azt jelenti, hogy a zaj erősebb, mint a kívánt jel, ami helyesírási problémákat okozhat, például egy mobiltelefon-beszélgetést, amely túl zavaros a megértéshez. A tisztességes minőségű hangátvitelhez, például egy cellás jelhez, az SNR átlagértéke körülbelül 30 dB, vagy egy olyan jel, amely 1000-szer erősebb, mint a zaj. Egyes audioberendezések SNR-je legalább 90 dB; ebben az esetben a jel egymilliárdszor erősebb, mint a zaj.