Отношение сигнал-към-шум

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Отношението сигнал-към-шум (често обозначавано като SNR или S/N на английски: Signal-to-noise ratio) е мярка, използвана в науката и инженерството за характеризиране в каква степен сигналът е обхванат от шум.

Дефинирано е като отношение на мощността на сигнала към мощността на шума, обхващаш сигнала. Отношение, по-високо от 1:1, показва сигнал надвишаващ шума. Отношението сигнал-към-шум е обикновено използвано за електрически сигнали, но може да бъде приложено към всякакъв вид сигнал (например ниво на изотопи в полярната шапка или биохимично сигнализиране между клетките).

Изразено с по-нетехническа терминология, отношението сигнал-към-шум сравнява нивото на произволен сигнал (например музика) с нивото на фоновият шум. Колкото това отношение е по-голямо, толкова фоновият шум е по-малко забележим.

Дефиниция[редактиране | edit source]

Отношение сигнал-към-шум е дефинирано като отношение между мощностите на сигнала (полезна информация) и фонов шум (нежелан сигнал):


\mathrm{SNR} = \frac{P_\mathrm{signal}}{P_\mathrm{noise}},

където Psignal е средна мощност на сигнала, а Pnoise е средна мощност на шума. И двете, сигнала и шума трябва да бъдат измерени в една и съща или еквивалентна точка в системата, и в една и съща честотна лента на системата. Ако сигнала и шума са измервани върху един и същ импеданс, тогава отношението сигнал-към-шум може да бъде получено чрез изчисляването на квадрата на отношението на амплитудите: [[Категория:Радиотехника


\mathrm{SNR} = \frac{P_\mathrm{signal}}{P_\mathrm{noise}} = \left ( \frac{A_\mathrm{signal}}{A_\mathrm{noise} } \right )^2,

Където Asignal е средноквадратната (ефективната) амплитуда на сигнала (например ефективно напрежение), а Anoise е тази на шума. Тъй като доста сигнали имат много широк динамичен обхват, отношенията сигнал-към-шум са често изразявани с употребата на логаритмичната децибелна скала. Отношението сигнал-към-шум е дефинирано в децибели като:


\mathrm{SNR_{dB}} = 10 \log_{10} \left ( \frac{P_\mathrm{signal}}{P_\mathrm{noise}} \right ) = {P_\mathrm{signal,dB} - P_\mathrm{noise,dB}},

Което може да бъде записано още така:


\mathrm{SNR_{dB}} = 10 \log_{10} \left ( \frac{A_\mathrm{signal}}{A_\mathrm{noise}} \right )^2 = 20 \log_{10} \left ( \frac{A_\mathrm{signal}}{A_\mathrm{noise}} \right ).

Концепциите на Отношение сигнал-към-шум и динамичен обхват са тясно свързани. Динамичния обхват измерва отношението между най-големия недеформиран сигнал в канала и най-малкия детектируем сигнал, който в повечето случай е нивото на шума. Отношение сигнал-към-шум измерва отношението между произволно ниво на сигнала (не непременно най-мощният възможен сигнал) и шума. Измерването на отношението сигнал-към-шум изисква избирането на представителен или еталонен сигнал. В звуко-инженерството, еталонен сигнал е обикновено синусоидална вълна със стандартизирано номинално или нормално ниво, такова като 1 kHz и ниво +4 dBu (1.228 VRMS).

Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Signal-to-noise ratio“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите.