Poměr signálu a šumu

Poměr signálu k šumu ( SNR nebo S / N ) je míra používaná ve vědě a strojírenství, která porovnává úroveň požadovaného signálu s úrovní šumu v pozadí. SNR je definován jako poměr výkonu signálu k výkonu šumu, často vyjádřený v decibelech . Poměr vyšší než 1: 1 (větší než 0 dB) označuje více signálu než šumu.

SNR, šířka pásma a kapacita komunikačního kanálu jsou spojeny Shannon-Hartleyovou větou , která udává maximální přenosovou rychlost komunikačního kanálu.

Definice

Poměr signálu k šumu je definován jako poměr síly signálu (smysluplného vstupu) k síle šumu pozadí (nesmyslného nebo nežádoucího vstupu):

S N R = P s i g n a l P n o i s e , {\displaystyle \mathrm {SNR} ={\frac {P_{\mathrm {signal} }}{P_{\mathrm {noise} }}},}

kde Psignal je průměrný výkon signálu. Výkon signálu i šumu musí být měřen ve stejných nebo ekvivalentních bodech systému a ve stejné šířce pásma systému.


Signál a šum musí být měřeny stejným způsobem, například jako napětí na stejné impedanci . SNR lze alternativně zapsat v poměru:

S N R = P s i g n a l P n o i s e = ( A s i g n a l A n o i s e ) 2 , {\displaystyle \mathrm {SNR} ={\frac {P_{\mathrm {signal} }}{P_{\mathrm {noise} }}}=\left({\frac {A_{\mathrm {signal} }}{A_{\mathrm {noise} }}}\right)^{2},}

kde A je amplituda odmocniny (RMS) (například napětí RMS).

Decibely

Protože mnoho signálů má velmi široký dynamický rozsah, signály se často vyjadřují pomocí logaritmické decibelové stupnice. Na základě definice decibelů lze signál a šum vyjádřit v decibelech (dB) jako

P s i g n a l , d B = 10 log 10 ( P s i g n a l ) {\displaystyle P_{\mathrm {signal,dB} }=10\log _{10}\left(P_{\mathrm {signal} }\right)}

a

P n o i s e , d B = 10 log 10 ( P n o i s e ) . {\displaystyle P_{\mathrm {noise,dB} }=10\log _{10}\left(P_{\mathrm {noise} }\right).}

Podobným způsobem lze SNR vyjádřit v decibelech jako

S N R d B = 10 log 10 ( S N R ) . {\displaystyle \mathrm {SNR_{dB}} =10\log _{10}\left(\mathrm {SNR} \right).}

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Signal-to-noise ratio na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

  • Logo Wikimedia Commons Obrázky, zvuky či videa k tématu Poměr signálu a šumu na Wikimedia Commons