Raport semnal / zgomot

În telecomunicații și electronică, raportul semnal-zgomot , adesea prescurtat cu abrevierea engleză SNR ( Signal to Noise Ratio ) sau S / N, de asemenea, în uz italian , este o cantitate numerică care leagă puterea semnalului util de cea a zgomotul din orice sistem de achiziție, prelucrare sau transmitere a informațiilor .

Definiție

Raportul semnal-zgomot este un număr pur sau adimensional dat de raportul dintre două cantități omogene care exprimă cât de mult semnalul este mai puternic decât zgomotul din sistemul considerat. Acesta este exprimat formal prin raport:

SNR={P_{segnale} \over P_{rumore}}\quad {\text{con}}\quad 0\leq {SNR}<{\infty }

{\ displaystyle SNR = {P_ {signal} \ over P_ {noise}} \ quad {\ text {with}} \ quad 0 \ leq {SNR} <{\ infty}}

{\ displaystyle SNR = {P_ {signal} \ over P_ {noise}} \ quad {\ text {with}} \ quad 0 \ leq {SNR} <{\ infty}}

unde este $P_{segnale}$ ${\ displaystyle P_ {signal}}$ $P_ {signal}$ este puterea utilă a semnalului e $P_{rumore}$ ${\ displaystyle P_ {noise}}$ $P_ {zgomot}$ puterea totală a zgomotului prezent în sistem, cantități exprimate de obicei în wați sau dBm .

Aplicare și importanță

Poate fi aplicat indiferent la sisteme de natură optică, electronică etc. și este o cantitate fundamentală în procesarea semnalului și teoria informației . Orice sistem care trebuie să transporte sau să proceseze informații este, de fapt, afectat de zgomot, în primul rând zgomotul termic , care este un factor de transmisie ne ideal sau complet nedorit, care corupe semnalul util care se adaugă adesea acestuia într-un mod aditiv: cu cât este mai mare puterea zgomotului în comparație cu puterea semnalului util, cu atât calitatea comunicării este mai scăzută. Prin urmare, este logic să ne așteptăm ca SNR să fie un parametru de calitate care este căutat sau tins într-un fel pentru a maximiza sau păstra cât mai mult posibil.

Prin urmare, este un parametru foarte important de merit pentru dimensionarea și funcționarea corectă a sistemelor de telecomunicații, deoarece este strâns legat de capacitatea sistemului de recepție de a detecta fluxul de informații original fără a suferi modificări din cauza distorsiunii și a erorilor, în esență, cauzate de perturbarea acțiune.zgomot. Cu cât SNR este mai mic, cu atât va fi mai dificil să decodezi semnalul, adică cu atât este mai mare probabilitatea de eroare și, prin urmare, și BER în transmisiile digitale .

În cazul difuzărilor analogice, o scădere a SNR determină o deteriorare treptată a calității semnalului primit (gândiți-vă de exemplu la un radio FM care primește prost sau la un televizor cu sunet sau video perturbat: cazuri tipice de SNR scăzut); cu toate acestea, pentru difuzările analogice, utilizatorul final stabilește un prag de utilizare pentru sistem.

În cazul difuzării digitale , pe de altă parte, există un prag minim SNR sub care sistemul nu poate funcționa (gândiți-vă la televiziunea digitală prin satelit : fie puteți vedea bine, fie nu puteți vedea deloc); eroarea de decizie / decodare poate fi de așa natură încât să vă facă să decideți mai degrabă pentru un simbol decât pentru altul; cu toate acestea, datorită modulațiilor moderne și tehnicilor de protecție a datelor prin codarea canalelor, acest prag este destul de scăzut, sub ceea ce ar fi necesar pentru a obține performanțe similare pe sistemele analogice.

Pragul minim SNR este determinat de tehnologia aparatului receptor; în faza de proiectare a unui sistem de telecomunicații, primul obiectiv este, prin urmare, de a oferi receptorului un SNR suficient de ridicat.

În High Fidelity, raportul semnal-zgomot este unul dintre parametrii fundamentali ai meritului, deși nu este singurul, pentru evaluarea performanței unui sistem în ceea ce privește curățenia sunetului produs, atât de mult încât preamplificatoarele high-end sunt realizat în două cadre distincte, unul conținând circuitul amplificatorului , celălalt circuitul de alimentare .

Această relație este, de asemenea, legată de viteza de transmisie pe canal prin teorema Shannon- Hartley.

Raportul semnal-zgomot se descompune odată cu distanța parcursă de semnal pe canal sau mediu de transmisie în virtutea atenuării puterii utile a semnalului, astfel încât la o anumită distanță de emițător rămâne doar zgomot. La rândul său, această decădere descrește viteza de transmisie cu distanța de pe canal în sine.

Există, de asemenea, un parametru, SINAD , foarte similar din punct de vedere conceptual cu SNR și care, împreună cu zgomotul, include și distorsiunea generată de circuit: oferă o evaluare mai precisă a degradării asumate de un semnal datorită non-idealității a echipamentului prin care trece, în special a ADC-urilor și DAC-urilor , care în unele cazuri pot fi destul de distorsionante.

În multe sisteme electronice și de telecomunicații, un filtru asortat este utilizat în mod obișnuit pentru a obține maximizarea raportului semnal-zgomot.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere cu raportul semnal / zgomot

linkuri externe

( RO ) Raport semnal / zgomot , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portal știință și tehnologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu știința și tehnologia

V · D · M Concepte fundamentale de metrologie, statistici și metodologie de cercetare
Definiții de bază	Măsurarea Probabilitate Măsurarea fizică proprietate fizică Cantitatea Parametru statistice Populația adevărata valoare Exemplu de măsurare Precizie Precizia Repetabilitatea Reproductibilitatea Semnificația Toleranță Sensibilitate Rezoluție ( Lateral Rezoluție ) Homoskedasticity Heteroskedasticity statistice Ipoteză · Nul ipoteza · Apropierea · semnificativă figura · variabilă aleatoare · Normalizarea · Standardizare
Eroare de manipulare	Măsurarea incertitudinii de măsurare de eroare sistematică eroare statistică de eroare Sensibilitate eroare de rezultate fals negative fals pozitive absolută de eroare de eroare relativă Eroare de propagare Bias
Minimizarea erorilor	Analitică Calibrare Calibrare Calibrare Raport semnal / zgomot Comparație interlaboratorie Calitatea datelor anterioare
Prelevarea de probe	Spațiul de eșantionare Eșantionarea statistică Eșantionarea planului Eșantionarea motivată Eșantionarea la cota Eșantionarea aleatorie ( Eșantionarea sistematică Eșantionarea stratificată Eșantionarea în cluster Eșantionarea în mai multe etape ) Eșantionarea probabilistică
Parametrii de variație	Varianță · Covarianță · Deviație standard · Devianță · Interval dinamic · Coeficient de variație
Test	Testarea ipotezei ( Test parametric · Test non-parametric ) · Interval de încredere · valoarea p