इलेक्ट्रॉनिक्स और रेडियो में, अवांछित शोर के लिए वांछित इलेक्ट्रॉनिक संकेतों का अनुपात एक बहुत विस्तृत श्रृंखला में एक अरब गुना या उससे अधिक तक भिन्न हो सकता है। सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) के लिए गणना या तो दो लॉगरिदम का अंतर है या मुख्य और शोर संकेतों के अनुपात का लॉगरिदम है।
इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल और शोर
बेहतर या बदतर के लिए, अवांछित शोर सभी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट और प्रेषित रेडियो तरंगों में संकेतों का एक स्वाभाविक रूप से होने वाला और अपरिहार्य हिस्सा है। प्रत्येक सर्किट घटक, ट्रांजिस्टर से प्रतिरोधों से लेकर तारों तक, परमाणुओं से बना होता है जो परिवेश के तापमान की प्रतिक्रिया में बेतरतीब ढंग से कंपन करते हैं; यादृच्छिक कंपन विद्युत शोर उत्पन्न करते हैं। हवा में, रेडियो प्रसारण बिजली लाइनों, औद्योगिक उपकरण, सूर्य और कई अन्य स्रोतों से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) से भरे वातावरण से गुजरते हैं। एक इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर जानना चाहता है कि उसके उपकरण को मिलने वाले सिग्नल के बारे में, कितना शोर है, और कितनी वांछित जानकारी है।
डेसिबल इकाइयों के बारे में
सिग्नल के साथ काम करने वाले वैज्ञानिक और इंजीनियर अक्सर मानक रैखिक इकाइयों जैसे वोल्ट या वाट के स्थान पर डेसिबल (डीबी) प्रारूप में माप का उपयोग करते हैं। ऐसा इसलिए है, क्योंकि एक रैखिक प्रणाली में, आप या तो अपने आंकड़ों में बहुत सारे बोझिल शून्य लिखेंगे या वैज्ञानिक संकेतन का सहारा लेंगे। दूसरी ओर, डेसिबल इकाइयाँ, लघुगणक पर निर्भर करती हैं। हालाँकि dB इकाइयों को इसकी आदत पड़ने में कुछ समय लगता है, लेकिन वे आपको अधिक कॉम्पैक्ट संख्याओं का उपयोग करने की अनुमति देकर जीवन को आसान बनाते हैं। उदाहरण के लिए, एक एम्पलीफायर में 100 डीबी की गतिशील सीमा होती है; इसका मतलब है कि सबसे मजबूत सिग्नल सबसे कमजोर लोगों की तुलना में 10 अरब गुना ज्यादा मजबूत हैं। "१०० डीबी" के साथ काम करना "१० बिलियन" की तुलना में आसान है।
सिग्नल मापन और विश्लेषण
एसएनआर गणना करने से पहले, आपको मुख्य सिग्नल, एस, और शोर, एन के मापा मूल्यों की आवश्यकता होगी। आप एक सिग्नल स्ट्रेंथ एनालाइज़र का उपयोग कर सकते हैं जो ग्राफिक डिस्प्ले पर सिग्नल दिखाता है। ये डिस्प्ले आमतौर पर डेसिबल (डीबी) इकाइयों में सिग्नल की ताकत दिखाते हैं। दूसरी ओर, आपको वोल्ट या वाट जैसी इकाइयों में "कच्चा" संकेत और शोर मान दिया जा सकता है। ये dB इकाइयाँ नहीं हैं, लेकिन आप लॉगरिदम फ़ंक्शन को लागू करके dB इकाइयाँ प्राप्त कर सकते हैं।
एसएनआर गणना - सरल
यदि आपका सिग्नल और शोर माप पहले से ही dB रूप में हैं, तो मुख्य सिग्नल से केवल शोर का आंकड़ा घटाएं: S - N। क्योंकि जब आप लघुगणक घटाते हैं, तो यह सामान्य संख्याओं को विभाजित करने जैसा ही होता है। संख्याओं का अंतर SNR है। उदाहरण के लिए: आप -5 डीबी की ताकत और -40 डीबी के शोर सिग्नल के साथ एक रेडियो सिग्नल मापते हैं। -5 - (-40) = 35 डीबी।
एसएनआर गणना - जटिल
SNR की गणना करने के लिए, मुख्य सिग्नल के मान को शोर के मान से विभाजित करें, और फिर परिणाम का सामान्य लघुगणक लें:
\text{SNR}=\log{\frac{S}{N}}
एक और कदम है: यदि आपके सिग्नल की शक्ति के आंकड़े शक्ति (वाट) की इकाइयाँ हैं, तो 20 से गुणा करें; यदि वे वोल्टेज की इकाइयाँ हैं, तो 10 से गुणा करें।
शक्ति के लिए:
\text{SNR}=20\log{\frac{S}{N}}
वोल्टेज के लिए:
\text{SNR}=10\log{\frac{S}{N}}
इस गणना का परिणाम डेसिबल में एसएनआर है। उदाहरण के लिए, आपका मापा शोर मान (N) 1 माइक्रोवोल्ट है, और आपका सिग्नल (S) 200 मिलीवोल्ट है। एसएनआर है:
\text{SNR}=10\log{\frac{0.2}{0.000001}}=53\text{ dB}
SNR. का अर्थ
सिग्नल-टू-शोर अनुपात संख्या अवांछित शोर की तुलना में वांछित सिग्नल की ताकत के बारे में हैं। संख्या जितनी बड़ी होगी, शोर की तुलना में वांछित संकेत "बाहर खड़ा" होगा, जिसका अर्थ है बेहतर तकनीकी गुणवत्ता का स्पष्ट संचरण। एक नकारात्मक संख्या का मतलब है कि शोर वांछित संकेत से अधिक मजबूत है, जो परेशानी का कारण बन सकता है, जैसे कि सेल फोन पर बातचीत जिसे समझने के लिए बहुत खराब है। सेल्युलर सिग्नल जैसे फेयर-क्वालिटी वॉयस ट्रांसमिशन के लिए, SNR का औसत लगभग 30 dB या एक सिग्नल होता है जो शोर से 1,000 गुना अधिक मजबूत होता है। कुछ ऑडियो उपकरण में 90 dB या इससे बेहतर का SNR होता है; उस स्थिति में, संकेत शोर से 1 अरब गुना अधिक मजबूत होता है।