У електроници и радију, однос жељених електронских сигнала и нежељених шума може варирати у изузетно широком опсегу, до милијарду пута или више. Израчун за однос сигнал-шум (СНР) је или разлика два логаритма или логаритам односа главног и шумног сигнала.
Електронски сигнали и бука
У добру или злу, нежељени шум је природни и неизбежни део сигнала у свим електронским колима и пренетим радио таласима. Свака компонента кола, од транзистора преко отпорника до ожичења, састоји се од атома који насумично титрају као реакција на температуру околине; случајне вибрације производе електрични шум. У ваздуху радио пренос пролази кроз окружење пуно електромагнетних сметњи (ЕМИ) из далековода, индустријске опреме, сунца и многих других извора. Инжењер електронике жели да зна, од сигнала који њена опрема прима, колика је бука и колико је жељених информација.
О јединицама Децибел
Научници и инжењери који раде са сигналима често користе мерења у формату децибела (дБ) уместо стандардних линеарних јединица као што су волти или вати. То је зато што ћете у линеарном систему на крају уписати пуно гломазних нула у своје фигуре или прибећи научном запису. С друге стране, јединице Децибел ослањају се на логаритме. Иако се дБ јединицама треба привикнути, они олакшавају живот омогућавајући вам употребу компактнијих бројева. На пример, појачало има динамички опсег од 100 дБ; то значи да су најјачи сигнали 10 милијарди пута јачи од најслабијих. Рад са „100 дБ“ је лакши од „10 милијарди“.
Мерење и анализа сигнала
Пре израчуна СНР-а требаће вам измерене вредности главног сигнала С и шума Н. Можете користити анализатор јачине сигнала који сигнале приказује на графичком дисплеју. Ови дисплеји обично показују снагу сигнала у децибелима (дБ). С друге стране, можда ће вам се дати „необрађени“ сигнал и вредности шума у јединицама као што су волти или вати. То нису дБ јединице, али до дБ јединица можете доћи применом функције логаритма.
Израчун СНР-а - једноставан
Ако су ваша мерења сигнала и шума већ у дБ облику, једноставно одузмите број шума од главног сигнала: С - Н. Јер када одузмете логаритме, то је исто као да делите нормалне бројеве. Разлика у бројевима је СНР. На пример: мерите радио сигнал јачине -5 дБ и сигнала шума -40 дБ. -5 - (-40) = 35 дБ.
Израчун СНР-а - Компликовано
Да бисте израчунали СНР, поделите вредност главног сигнала са вредношћу шума, а затим узмите заједнички логаритам резултата:
\ тект {СНР} = \ лог {\ фрац {С} {Н}}
Постоји још један корак: Ако су ваше вредности јачине сигнала јединице снаге (вати), помножите са 20; ако су јединице напона, помножите са 10.
За снагу:
\ тект {СНР} = 20 \ лог {\ фрац {С} {Н}}
За напон:
\ тект {СНР} = 10 \ лог {\ фрац {С} {Н}}
Резултат овог прорачуна је СНР у децибелима. На пример, ваша измерена вредност буке (Н) је 1 микроволт, а сигнал (С) је 200 миливолти. СНР је:
\ тект {СНР} = 10 \ лог {\ фрац {0,2} {0.000001}} = 53 \ тект {дБ}
Значење СНР
Бројеви односа сигнала и шума односе се на јачину жељеног сигнала у поређењу са нежељеном буком. Што је број већи, то се жељени сигнал више „истиче“ у поређењу са шумом, што значи јаснији пренос бољег техничког квалитета. Негативан број значи да је бука јача од жељеног сигнала, што може довести до проблема, као што је разговор са мобилним телефоном који је превише искривљен да би се разумео. За квалитетан пренос гласа, као што је ћелијски сигнал, СНР у просеку износи око 30 дБ или сигнал који је 1.000 пута јачи од шума. СНР неке аудио опреме износи 90 дБ или бољи; у том случају сигнал је 1 милијарду пута јачи од буке.