İçerik
- Elektronik İşaretler ve Gürültü
- Desibel Üniteleri Hakkında
- Sinyal Ölçümü ve Analizi
- SNR Hesaplama - Basit
- SNR Hesaplama - Karmaşık
- SNR anlamı
Elektronik ve radyoda, istenen elektronik sinyallerin istenmeyen gürültüye oranı, milyarlarca veya daha fazla olan, son derece geniş bir aralıkta değişebilir. Sinyal-gürültü oranının (SNR) hesaplanması, iki logaritmanın farkı veya ana ve gürültü sinyallerinin oranının logaritmasıdır.
Elektronik İşaretler ve Gürültü
Daha iyi veya daha kötüsü için, istenmeyen gürültü, tüm elektronik devrelerde ve iletilen radyo dalgalarında sinyallerin doğal olarak oluşan ve kaçınılmaz bir parçasıdır. Transistörlerden dirençlere kablolamaya kadar her devre bileşeni, ortam sıcaklığına tepki olarak rastgele titreşen atomlardan oluşur; rastgele titreşimler elektriksel gürültü üretir. Havada, radyo yayınları elektrik hatlarından, endüstriyel ekipmandan, güneşten ve diğer kaynaklardan gelen elektromanyetik parazit (EMI) dolu bir ortamdan geçer. Bir elektronik mühendisi, ekipmanının aldığı sinyali, gürültünün ne kadar olduğunu ve ne kadar bilgi istendiğini bilmek ister.
Desibel Üniteleri Hakkında
Sinyallerle çalışan bilim adamları ve mühendisler genellikle volt veya watt gibi standart lineer birimlerin yerine desibel (dB) formatında ölçümler kullanırlar. Bunun nedeni, doğrusal bir sistemde, ya rakamlarınıza çok hantal sıfırlar yazmanız ya da bilimsel gösterime başvurmanızdır. Desibel birimleri ise logaritmalara dayanır. DB üniteleri alışmak biraz zaman alsa da, daha kompakt olan sayıları kullanmanıza izin vererek hayatı kolaylaştırır. Örneğin, bir yükseltici 100 dB dinamik bir aralığa sahiptir; Bu, en güçlü sinyallerin en zayıf sinyallerden 10 milyar kat daha güçlü olduğu anlamına gelir. “100 dB” ile çalışmak, “10 milyar” dan daha kolaydır.
Sinyal Ölçümü ve Analizi
SNR hesaplamasını yapmadan önce, ana sinyalin, S ve gürültünün, N değerlerinin ölçülmüş değerlerine ihtiyacınız olacak. Sinyalleri grafik ekranda gösteren bir sinyal gücü analizörü kullanabilirsiniz. Bu ekranlar tipik olarak desibel (dB) birimlerinde sinyal gücünü gösterir. Öte yandan, volt veya watt gibi birimlerde “ham” sinyal ve gürültü değerleri verilebilir. Bunlar dB birimleri değildir, ancak bir logaritma işlevi uygulayarak dB birimlerine erişebilirsiniz.
SNR Hesaplama - Basit
Sinyal ve gürültü ölçümleriniz zaten dB biçimindeyse, gürültü şeklini ana sinyalden çıkarın: S - N Çünkü logaritmaları çıkardığınızda, normal sayıları bölmekle aynıdır. Sayıların farkı SNR'dir. Örneğin: -5 dB gücünde bir radyo sinyalini ve -40 dB gürültü sinyalini ölçüyorsunuz. -5 - (-40) = 35 dB.
SNR Hesaplama - Karmaşık
SNR'yi hesaplamak için ana sinyalin değerini gürültünün değerine bölün ve ardından sonucun ortak logaritmasını alın: log (S ÷ N). Bir adım daha var: Sinyal gücü rakamlarınız güç birimi ise (watt), 20 ile çarpın; eğer bunlar voltaj birimi ise 10 ile çarpın. Güç için SNR = 20 log (S ÷ N); Gerilim için, SNR = 10 log (S ÷ N). Bu hesaplamanın sonucu desibel cinsinden SNR'dir. Örneğin, ölçülen gürültü değeriniz (N) 1 mikrovolt ve sinyaliniz (S) 200 mili volt. SNR 10 log (0,2 ÷ 0,000001) veya 53 dB'dir.
SNR anlamı
Sinyal-gürültü oranı sayıları, istenmeyen gürültüye kıyasla istenen sinyalin gücü ile ilgilidir. Sayı büyüdükçe, istenen sinyal gürültüye kıyasla daha fazla “öne çıkar”, bu da daha iyi teknik kalitede daha net bir iletim anlamına gelir. Negatif bir sayı, gürültünün istenen sinyalden daha güçlü olduğu anlamına gelir; bu da anlaşılamayacak kadar bozuk olan bir cep telefonu konuşması gibi sorun çıkarabilir. Hücresel bir sinyal gibi adil kalitede bir ses iletimi için SNR, ortalama olarak 30 dB civarındadır veya parazitten 1000 kat daha güçlü olan bir sinyaldir. Bazı ses ekipmanlarının bir SNR'si 90 dB veya daha iyidir; Bu durumda, sinyal gürültüden 1 milyar kat daha güçlüdür.