Na eletrônica e no rádio, a proporção de sinais eletrônicos desejados para o ruído indesejado pode variar em uma faixa extremamente ampla, até bilhões de vezes ou mais. O cálculo da relação sinal-ruído (SNR) é a diferença de dois logaritmos ou o logaritmo da razão entre os sinais principal e de ruído.

Sinais eletrônicos e ruído>

melhor ou pior, o ruído indesejado é uma parte natural e inescapável dos sinais em todos os circuitos eletrônicos e ondas de rádio transmitidas. Cada componente do circuito, desde transistores até resistores, 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, o sol e muitas outras fontes. Um engenheiro eletrônico quer saber do sinal que seu equipamento recebe, quanto é o ruído e quanto é a informação desejada.

Sobre as unidades decibelas

Cientistas e engenheiros que trabalham com sinais costumam usar medições em decibel (dB) formato no lugar de unidades lineares padrão como volts ou watts. Isso ocorre porque, em um sistema linear, você acaba escrevendo muitos zeros complicados em suas figuras ou recorre à notação científica. Unidades de decibéis, por outro lado, dependem de logaritmos. Embora as unidades de dB levem algum tempo para se acostumar, elas facilitam a vida, permitindo que você use números mais compactos. Por exemplo, um amplificador possui um intervalo dinâmico 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 que “10 bilhões”.

Medição e Análise de Sinais

Antes de fazer o cálculo da SNR, você precisará dos valores medidos do sinal principal, S e o ruído, N. Você pode usar um analisador de intensidade de sinal que mostre os sinais em uma tela gráfica. Esses monitores geralmente mostram a intensidade do sinal em decibéis (dB). Por outro lado, você pode receber valores de sinal e ruído “brutos” em unidades como volts ou watts. Estas não são unidades dB, mas você pode chegar a unidades dB aplicando uma função logarítmica.

Cálculo SNR - Simples

Se suas medições de sinal e ruído já estiverem em dB, simplesmente subtraia as figura de ruído do sinal principal: S - N. Porque quando você subtrai logaritmos, é o mesmo que dividir 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 SNR, divida o valor do sinal principal pelo valor do ruído e, em seguida, use o sinal comum logaritmo do resultado: log (S ÷ N). Há mais um passo: se os valores de intensidade do sinal forem unidades de potência (watts), multiplique por 20; se forem unidades de tensão, multiplicar 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 de 1 microvolt e seu sinal (S) é de 200 milivolts. O SNR é 10 log (.2 ÷ .000001) ou 53 dB.

Significado de SNR

Os números de relação sinal-ruído são todos sobre a intensidade do sinal desejado em comparação com o sinal 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 do que o sinal desejado, o que pode significar problemas, como uma conversa por telefone celular que é confusa demais para ser entendida. Para uma transmissão de voz de qualidade razoável, como um sinal de celular, o SNR é em torno de 30 dB ou um sinal que é 1.000 vezes mais forte que o ruído. Alguns equipamentos de áudio têm um SNR de 90 dB ou melhor; Nesse caso, o sinal é 1 bilhão de vezes mais forte que o ruído.