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전자 및 라디오에서, 원하지 않는 잡음에 대한 원하는 전자 신호의 비율은 최대 10 억 배 이상까지 매우 넓은 범위에서 변할 수 있습니다. 신호 대 잡음비 (SNR)의 계산은 두 로그의 차이 또는 주 신호와 노이즈 신호의 비율의 로그입니다.
전자 신호 및 노이즈
더 좋든 나쁘 든, 원하지 않는 잡음은 모든 전자 회로와 전송 된 전파에서 자연적으로 발생하고 피할 수없는 신호의 일부입니다. 트랜지스터에서 저항, 배선에 이르기까지 모든 회로 구성 요소는 주변 온도에 따라 임의로 진동하는 원자로 구성됩니다. 무작위 진동은 전기 소음을 발생시킵니다. 무선 전송은 전력선, 산업 장비, 태양 및 기타 여러 소스로부터 전자기 간섭 (EMI)으로 가득 찬 환경을 통과합니다. 전자 엔지니어는 장비가 수신하는 신호, 잡음이 얼마인지, 원하는 정보가 얼마인지 알고 싶어합니다.
데시벨 단위 정보
신호를 다루는 과학자와 엔지니어는 종종 볼트 또는 와트와 같은 표준 선형 단위 대신 데시벨 (dB) 형식의 측정을 사용합니다. 이것은 선형 시스템에서 수치에 많은 성가신 0을 쓰거나 과학적 표기법에 의존하기 때문입니다. 반면 데시벨 단위는 로그에 의존합니다. dB 단위는 어느 정도 익숙해 지지만 더 작은 숫자를 사용할 수있게하여 삶을 더 편하게 만듭니다. 예를 들어, 증폭기의 동적 범위는 100dB입니다. 이것은 가장 강한 신호가 가장 약한 신호보다 100 억 배 더 강력하다는 것을 의미합니다. "100 dB"로 작업하는 것이 "100 억"보다 쉽습니다.
신호 측정 및 분석
SNR 계산을 수행하기 전에 주 신호 S와 노이즈 N의 측정 값이 필요합니다. 그래픽 디스플레이에 신호를 표시하는 신호 강도 분석기를 사용할 수 있습니다. 이 디스플레이는 일반적으로 신호 강도를 데시벨 (dB) 단위로 표시합니다. 반면에 볼트 또는 와트와 같은 단위로 "원시"신호 및 노이즈 값이 제공 될 수 있습니다. 이들은 dB 단위가 아니지만 로그 함수를 적용하여 dB 단위를 얻을 수 있습니다.
SNR 계산 – 단순
신호 및 잡음 측정 값이 이미 dB 형식 인 경우 주 신호 S-N에서 잡음 지수를 빼기 만하면됩니다. 로그를 빼면 일반 숫자를 나누는 것과 같습니다. 숫자의 차이는 SNR입니다. 예를 들어, 강도가 -5dB이고 잡음 신호가 -40dB 인 무선 신호를 측정합니다. -5-(-40) = 35dB입니다.
SNR 계산 – 복잡한
SNR을 계산하려면 주 신호 값을 노이즈 값으로 나누고 결과의 공통 로그를 취하십시오 : log (S ÷ N). 단계가 하나 더 있습니다. 신호 강도 수치가 전력 단위 (와트) 인 경우 20을 곱하십시오. 전압 단위 인 경우 10을 곱합니다. 전력의 경우 SNR = 20 log (S ÷ N); 전압의 경우 SNR = 10 log (S ÷ N). 이 계산의 결과는 데시벨 단위의 SNR입니다. 예를 들어 측정 된 노이즈 값 (N)은 1 마이크로 볼트이고 신호 (S)는 200 밀리 볼트입니다. SNR은 10 log (.2 ÷ .000001) 또는 53dB입니다.
SNR의 의미
신호 대 잡음비는 원치 않는 잡음과 비교하여 원하는 신호의 강도에 관한 것입니다. 숫자가 클수록 노이즈와 비교하여 원하는 신호가 더 두드러집니다. 이는 더 나은 기술 품질을보다 명확하게 전송합니다. 음수는 원하는 신호보다 잡음이 강하다는 것을 의미하며, 이해하기 어려운 휴대폰 대화와 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 셀룰러 신호와 같은 공정한 음성 전송의 경우 SNR의 평균 주파수는 약 30dB이거나 잡음보다 1,000 배 강한 신호입니다. 일부 오디오 장비의 SNR은 90dB 이상입니다. 이 경우 신호는 노이즈보다 10 억 배 강합니다.