Sisu
- Elektroonilised signaalid ja müra
- Decibeli ühikute kohta
- Signaali mõõtmine ja analüüs
- SNR arvutamine - lihtne
- SNR arvutus - keeruline
- SNR tähendus
Elektroonikas ja raadios võib soovitud elektrooniliste signaalide ja soovimatu müra suhe varieeruda äärmiselt laias vahemikus, kuni miljard korda või enam. Signaali-müra suhte (SNR) arvutamisel võetakse aluseks kas kahe logaritmi erinevus või põhi- ja mürasignaalide suhte logaritm.
Elektroonilised signaalid ja müra
Paremal või halvemal juhul on soovimatu müra signaalide looduslikult esinev ja vältimatu osa kõigis elektroonilistes vooluahelates ja raadiolainetes. Kõik vooluahela komponendid alates transistoridest kuni takistiteni kuni juhtmestikuni koosnevad aatomitest, mis vibreerivad juhuslikult vastusena ümbritseva õhu temperatuurile; juhuslikud vibratsioonid tekitavad elektrilist müra. Õhus läbivad raadiosaated keskkonda, mis on täis elektromagnetilisi häireid (EMI) elektriliinide, tööstusseadmete, päikese ja paljude muude allikate poolt. Elektroonikainsener soovib teada, millist signaali tema seadmed saavad, kui palju on müra ja kui palju on soovitud teavet.
Decibeli ühikute kohta
Signaalidega töötavad teadlased ja insenerid kasutavad standardsete lineaarsete ühikute, näiteks volti või vatti asemel mõõtmisi detsibellides (dB). Selle põhjuseks on asjaolu, et lineaarses süsteemis kirjutate oma arvudesse palju tülikaid nulle või kasutate teaduslikke märkusi. Decibeli ühikud seevastu tuginevad logaritmidele. Ehkki dB-üksused harjuvad mõnevõrra, muudavad need elu lihtsamaks, lubades teil kasutada kompaktsemaid numbreid. Näiteks võimendi dünaamiline ulatus on 100 dB; see tähendab, et tugevaimad signaalid on 10 miljardit korda tugevamad kui kõige nõrgemad. Töötamine väärtusega „100 dB” on lihtsam kui „10 miljardit”.
Signaali mõõtmine ja analüüs
Enne SNR-i arvutamist vajate peasignaali S ja müra N. mõõdetud väärtusi. Võite kasutada signaalitugevuse analüsaatorit, mis näitab signaale graafilisel ekraanil. Need kuvarid näitavad tavaliselt signaali tugevust detsibellides (dB). Teisest küljest võidakse teile anda tooreid signaali ja müra väärtusi ühikutes, näiteks voltides või vattides. Need ei ole dB ühikud, kuid dB ühikutesse pääsete logaritmi funktsiooni rakendades.
SNR arvutamine - lihtne
Kui teie signaali ja müra mõõtmised on juba dB-kujul, lahutage lihtsalt peasignaalist müra näitaja: S - N. Kuna logaritmide lahutamisel on see sama, mis tavaliste arvu jagamisel. Numbrite erinevus on SNR. Näiteks: mõõdate raadiosignaali tugevusega -5 dB ja mürasignaali -40 dB. -5 - (-40) = 35 dB.
SNR arvutus - keeruline
SNR arvutamiseks jagage peasignaali väärtus müra väärtusega ja võtke tulemuse ühine logaritm: log (S ÷ N). On veel üks samm: kui teie signaali tugevusnäitajad on võimsuse ühikud (vattides), korrutage 20-ga; kui need on pingeühikud, korrutage 10-ga. Võimsuse korral SNR = 20 log (S ÷ N); pinge jaoks, SNR = 10 log (S ÷ N). Selle arvutuse tulemus on SNR detsibellides. Näiteks on teie mõõdetud müra väärtus (N) 1 mikrovolti ja signaal (S) 200 millivolt. SNR on 10 log (.2 ÷ .000001) või 53 dB.
SNR tähendus
Signaali ja müra suhte numbrid on kõik soovitud signaali tugevuse ja soovimatu müra vahel. Mida suurem arv, seda rohkem eristub soovitud signaal müraga võrreldes, mis tähendab parema tehnilise kvaliteediga selgemat edastamist. Negatiivne arv tähendab, et müra on tugevam kui soovitud signaal, mis võib tekitada probleeme, näiteks mobiiltelefonivestlus, mis on mõistmiseks liiga segane. Õiglase kvaliteediga kõneedastuse jaoks, näiteks rakusignaal, on SNR-i keskmine väärtus umbes 30 dB või signaal, mis on mürast 1000 korda tugevam. Mõne heliseadme SNR on 90 dB või parem; sel juhul on signaal mürast miljard korda tugevam.