Отношение сигнал/шум

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Отношение сигнал/шум (ОСШ; англ. signal-to-noise ratio, сокр. SNR) — безразмерная величина, равная отношению мощности полезного сигнала к мощности шума.


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

где P — средняя мощность, а A — среднеквадратичное значение амплитуды. Оба сигнала измеряются в полосе пропускания системы.

Обычно отношение сигнал/шум выражается в децибелах (дБ). Чем больше это отношение, тем меньше шум влияет на характеристики системы.


\mathrm{SNR (dB)} = 10 \log_{10} \left ( {P_\mathrm{signal} \over P_\mathrm{noise}} \right ) = 20 \log_{10} \left ( {A_\mathrm{signal} \over A_\mathrm{noise}} \right )

Основные причины низких шумовых характеристик[править | править вики-текст]

Основные причины высокого уровня шума в сигнальных системах:

  • рассогласованные линии передачи сигнала,
  • тепловой шум в компонентах системы,
  • недостаточная разрядность АЦП,
  • резонансные явления,
  • паразитные связи,
  • самовозбуждение системы,
  • нелинейность передаточных характеристик.

Методы улучшения характеристик[править | править вики-текст]

Чаще всего улучшения шумовых характеристик системы можно добиться правильным согласованием входов и выходов её составных частей. Тогда паразитная ЭДС помехи, включённая последовательно с высоким внутренним сопротивлением источника шума будет подавлена.

Если спектр полезного сигнала отличается от спектра шума, улучшить отношение сигнал/шум можно ограничением полосы пропускания системы.

Шум квантования устраняется повышением разрядности АЦП.

Для улучшения шумовых характеристик сложных комплексов применяются методы электромагнитной совместимости.

Измерение[править | править вики-текст]

В аудиотехнике отношение сигнал/шум определяют путем измерения напряжения шума и сигнала на выходе усилителя или другого звуковоспроизводящего устройства среднеквадратичным милливольтметром либо анализатором спектра. Современные усилители и другая высококачественная аудиоаппаратура имеет показатель сигнал/шум около 100—120 дБ.

В системах с более высокими требованиями используются косвенные методы измерения отношения сигнал/шум, реализуемые на специализированной аппаратуре.

В музыке[править | править вики-текст]

Отношение сигнал/шум — параметр усилителя активных колонок, показывает насколько сильно шумит усилитель (от 60 до 135,5 дБ), если в отсутствие сигнала выкрутить регулятор громкости на максимум. Чем больше значение сигнал/шум, тем более чистый звук обеспечивают колонки. Желательно, чтобы этот параметр был не менее 75 дБ, для мощных колонок с высококлассным звучанием не менее 90 дБ.

В видео[править | править вики-текст]

Отношение сигнал/шум — отношение уровня электрического сигнала к уровню шума этого сигнала, численно определяет содержание паразитных шумов в сигнале. Чем больше значение отношения сигнал/шум для видеосигнала, тем меньше помех и искажений имеет изображение на экране монитора. Значения отношения от 45 до 60 дБ соответствуют приемлемому качеству видеосигнала, значение менее 40 дБ означает высокий уровень шумов в видеосигнале и, как следствие, низкое качество видеоизображения.

См. также[править | править вики-текст]