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信噪比

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  • 发布时间:2013/9/17 10:31:29
  • 作者:银河电气

一、定义

  我们常用信噪比的大小来反应信号质量的好坏,但是信噪比究竟是如何定义的呢?

  信噪比是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号,噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号(或信息),并且该种信号并不随原信号的变化而变化。

  信噪比的计量单位是dB,其计算方法是10LG(PS/PN),其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率,也可以换算成电压幅值的比率关系:20LG(VS/VN),Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的“有效值”。在音频放大器中,我们希望的是该放大器除了放大信号外,不应该添加任何其它额外的东西。因此,信噪比应该越高越好。

信噪比波图

信噪比波图

二、分类

2.1.网页信噪比查询信噪比

  网页信噪比查询信噪比(Signal/Noise),原是电声学领域中的一个概念,指声音源产生最大不失真声音信号强度与同时发出噪音强度之间的比率。在网页优化中同样存在这样的原理,搜索引擎抓取页面,主要抓取除去html标签后的文本内容,这部分内容可以认为是不失真声音信号,而同时产生的那部分html标签内容,可以被认为是噪音。因此,网页信噪音比,可以这样理解:指网页中的文本内容部分与生成这些文本而产生的html标签内容的比率。声学中,信噪比越高,说明声音信号越清晰,同理,网页信噪比越高,说明页面中纯文本内容相对越多,搜索引擎抓取页面也越容易。

2.2.图像信噪比

  图像的信噪比应该等于信号与噪声的功率谱之比,但通常功率谱难以计算,有一种方法可以近似估计图像信噪比,即信号与噪声的方差之比。

  首先计算图像所有象素的局部方差,将局部方差的最大值认为是信号方差,最小值是噪声方差,求出它们的比值,再转成dB数,最后用经验公式修正,具体参数请参看“反卷积与信号复原(邹谋炎)”。s/n叫做信噪比。由于在实际使用中S与N的比值太大,故常取其分贝数(db)。分贝与信噪比的关系为 : db=10lgs/n。

2.3.音频信噪比

  音频信噪比是指音响设备播放时,正常声音信号强度与噪声信号强度的比值。当信噪比低,小信号输入时噪音严重,在整个音域的声音明显变得浑浊不清,不知发的是什么音,严重影响音质。

  信噪比的大小是用有用信号功率(或电压)和噪声功率(或电压)比值的对数来表示的。这样计算出来的单位称为“贝尔”。实用中因为贝尔这个单位太大,所以用它的十分之一做计算单位,称为“分贝”。

三、测量及计算

  通过计算公式我们发现,信噪比不是一个固定的数值,它应该随着输入信号的变化而变化,如果噪声固定的话,显然输入信号的幅度越高信噪比就越高。显然,这种变化着的参数是不能用来作为一个衡量标准的,要想让它成为一种衡量标准,就必须使它成为一个定值。于是,作为器材设备的一个参数,信噪比被定义为了“在设备最大不失真输出功率下信号与噪声的比率”,这样,所有设备的信噪比指标的测量方式就被统一起来,大家可以在同一种测量条件下进行比较了。

  信噪比通常不是直接进行测量的,而是通过测量噪声信号的幅度换算出来的,通常的方法是:给放大器一个标准信号,通常是0.775Vrms或2Vp-p@1kHz,调整放大器的放大倍数使其达到最大不失真输出功率或幅度(失真的范围由厂家决定,通常是10%,也有1%),记下此时放大器的输出幅Vs,然后撤除输入信号,测量此时出现在输出端的噪声电压,记为Vn,再根据SNR=20LG(Vs/Vn)就可以计算出信噪比了。Ps和Pn分别是信号和噪声的有效功率,根据SNR=10LG(Ps/Pn)也可以计算出信号比。

四、其它参考资料

  外部链接:音箱:信噪比

  外部链接:信噪比

 

  作者:量值溯源

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