Contente
- Sinais Eletrônicos e Ruído
- Sobre unidades de decibéis
- Medição e Análise de Sinais
- Cálculo SNR - Simples
- Cálculo SNR - Complicado
- Significado de SNR
Nos eletrônicos e no rádio, a proporção de sinais eletrônicos desejados em relação a ruídos indesejados pode variar em uma faixa extremamente ampla, até um bilhão de vezes ou mais. O cálculo da relação sinal / ruído (SNR) é a diferença de dois logaritmos ou o logaritmo da razão dos sinais principais e de ruído.
Sinais Eletrônicos e Ruído
Para melhor ou pior, o ruído indesejado é uma parte natural e inevitável dos sinais em todos os circuitos eletrônicos e ondas de rádio transmitidas. Todo componente do circuito, de transistores a resistores e fiação, é composto de átomos que vibram aleatoriamente em resposta à temperatura ambiente; as vibrações aleatórias produzem ruído elétrico. No ar, as transmissões de rádio passam por um ambiente cheio de interferência eletromagnética (EMI) de linhas de energia, equipamentos industriais, sol e muitas outras fontes. Um engenheiro eletrônico quer saber, do sinal que seu equipamento recebe, quanto é ruído e quanto é a informação desejada.
Sobre unidades de decibéis
Cientistas e engenheiros que trabalham com sinais geralmente usam medições no formato decibel (dB) no lugar de unidades lineares padrão como volts ou watts. Isso ocorre porque, em um sistema linear, você acaba escrevendo muitos zeros pesados em suas figuras ou recorrendo à notação científica. As unidades de decibéis, por outro lado, contam com logaritmos. Embora as unidades dB demorem um pouco para se acostumar, elas tornam a vida mais fácil, permitindo que você use números mais compactos. Por exemplo, um amplificador possui uma faixa dinâmica de 100 dB; isso significa que os sinais mais fortes são 10 bilhões de vezes mais fortes que os mais fracos. Trabalhar com "100 dB" é mais fácil do que "10 bilhões".
Medição e Análise de Sinais
Antes de fazer o cálculo do SNR, você precisará dos valores medidos do sinal principal, S e do ruído, N. Você pode usar um analisador de intensidade de sinal que mostre os sinais em uma exibição gráfica. Esses displays normalmente mostram a intensidade do sinal em unidades de decibéis (dB). Por outro lado, você pode receber valores de sinal e ruído "brutos" em unidades como volts ou watts. Essas não são unidades de dB, mas você pode obter unidades de dB aplicando uma função de logaritmo.
Cálculo SNR - Simples
Se as suas medições de sinal e ruído já estiverem na forma de dB, basta subtrair a figura do ruído do sinal principal: S - N. Como quando você subtrai os logaritmos, é o mesmo que dividir os números normais. A diferença dos números é o SNR. Por exemplo: você mede um sinal de rádio com uma força de -5 dB e um sinal de ruído de -40 dB. -5 - (-40) = 35 dB.
Cálculo SNR - Complicado
Para calcular o SNR, divida o valor do sinal principal pelo valor do ruído e, em seguida, pegue o logaritmo comum do resultado: log (S ÷ N). Há mais uma etapa: se os valores de intensidade do sinal forem unidades de potência (watts), multiplique por 20; se forem unidades de tensão, multiplique por 10. Para potência, SNR = 20 log (S ÷ N); para tensão, SNR = 10 log (S ÷ N). O resultado desse cálculo é o SNR em decibéis. Por exemplo, seu valor de ruído medido (N) é 1 microvolt e seu sinal (S) é 200 milivolts. O SNR é 10 log (.2 ÷ .000001) ou 53 dB.
Significado de SNR
Os números da relação sinal / ruído são todos sobre a força do sinal desejado em comparação com o ruído indesejado. Quanto maior o número, mais o sinal desejado “se destaca” em comparação com o ruído, o que significa uma transmissão mais clara de melhor qualidade técnica. Um número negativo significa que o ruído é mais forte que o sinal desejado, o que pode significar problemas, como uma conversa por telefone celular que é muito distorcida para entender. Para uma transmissão de voz de qualidade razoável, como um sinal de celular, o SNR fica em média em torno de 30 dB ou um sinal 1.000 vezes mais forte que o ruído. Alguns equipamentos de áudio possuem um SNR de 90 dB ou superior; nesse caso, o sinal é 1 bilhão de vezes mais forte que o ruído.