Contenido
- Señales electrónicas y ruido
- Acerca de las unidades de decibelios
- Medida y Análisis de Señal
- Cálculo de SNR - Simple
- Cálculo de SNR - Complicado
- Significado de SNR
En electrónica y radio, la relación entre las señales electrónicas deseadas y el ruido no deseado puede variar en un rango extremadamente amplio, hasta mil millones de veces o más. El cálculo de la relación señal / ruido (SNR) es la diferencia de dos logaritmos o el logaritmo de la relación de las señales principales y de ruido.
Señales electrónicas y ruido
Para bien o para mal, el ruido no deseado es una parte natural e inevitable de las señales en todos los circuitos electrónicos y ondas de radio transmitidas. Cada componente del circuito, desde los transistores hasta las resistencias y el cableado, está formado por átomos que vibran aleatoriamente en respuesta a la temperatura ambiente; Las vibraciones aleatorias producen ruido eléctrico. En el aire, las transmisiones de radio pasan a través de un entorno lleno de interferencias electromagnéticas (EMI) de líneas eléctricas, equipos industriales, el sol y muchas otras fuentes. Un ingeniero electrónico quiere saber, de la señal que recibe su equipo, cuánto ruido y cuánta información se desea.
Acerca de las unidades de decibelios
Los científicos e ingenieros que trabajan con señales a menudo usan mediciones en formato de decibelios (dB) en lugar de unidades lineales estándar como voltios o vatios. Esto se debe a que en un sistema lineal, terminarás escribiendo muchos ceros engorrosos en tus figuras o recurrirás a la notación científica. Las unidades de decibelios, por otro lado, dependen de logaritmos. Aunque las unidades de dB tardan en acostumbrarse, hacen la vida más fácil al permitirle usar números que son más compactos. Por ejemplo, un amplificador tiene un rango dinámico de 100 dB; Esto significa que las señales más fuertes son 10 mil millones de veces más fuertes que las más débiles. Trabajar con "100 dB" es más fácil que "10 mil millones".
Medida y Análisis de Señal
Antes de hacer el cálculo de SNR, necesitará valores medidos de la señal principal, S y el ruido, N. Puede usar un analizador de intensidad de señal que muestre las señales en una pantalla gráfica. Estas pantallas generalmente muestran la intensidad de la señal en unidades de decibelios (dB). Por otro lado, se le pueden dar valores de señal y ruido "en bruto" en unidades como voltios o vatios. Estas no son unidades dB, pero puede obtener unidades dB aplicando una función de logaritmo.
Cálculo de SNR - Simple
Si sus mediciones de señal y ruido ya están en forma de dB, simplemente reste la cifra de ruido de la señal principal: S - N. Porque cuando resta logaritmos, es lo mismo que dividir números normales. La diferencia de los números es la SNR. Por ejemplo: usted mide una señal de radio con una intensidad de -5 dB y una señal de ruido de -40 dB. -5 - (-40) = 35 dB.
Cálculo de SNR - Complicado
Para calcular la SNR, divida el valor de la señal principal entre el valor del ruido y luego tome el logaritmo común del resultado: log (S ÷ N). Hay un paso más: si las cifras de intensidad de la señal son unidades de potencia (vatios), multiplique por 20; si son unidades de voltaje, multiplíquelo por 10. Para potencia, SNR = 20 log (S ÷ N); para voltaje, SNR = 10 log (S ÷ N). El resultado de este cálculo es la SNR en decibelios. Por ejemplo, su valor de ruido medido (N) es de 1 microvoltio, y su señal (S) es de 200 milivoltios. La SNR es 10 log (.2 ÷ .000001) o 53 dB.
Significado de SNR
Los números de relación señal / ruido tienen que ver con la intensidad de la señal deseada en comparación con el ruido no deseado. Cuanto mayor es el número, más se destaca la señal deseada en comparación con el ruido, lo que significa una transmisión más clara de mejor calidad técnica. Un número negativo significa que el ruido es más fuerte que la señal deseada, lo que puede significar problemas, como una conversación telefónica que es demasiado confusa para entender. Para una transmisión de voz de buena calidad, como una señal celular, el SNR promedia alrededor de 30 dB, o una señal que es 1,000 veces más fuerte que el ruido. Algunos equipos de audio tienen una SNR de 90 dB o mejor; en ese caso, la señal es mil millones de veces más fuerte que el ruido.