信噪比













信噪比英语:Signal-to-noise ratio,缩写为SNRS/N),又稱訊噪比,是科学和工程中所用的一种度量,用於比較所需訊號的强度與背景雜訊的强度。其定義為訊號功率与雜訊功率的比率,以分貝(dB)为单位表示。大於比率1:1(高於0分貝)表示訊號多於雜訊。信噪比通常用於描述電子訊號,也可以應用在各種形式的訊號,比如冰芯英语Ice core內的同位素量,或細胞間的生物化學信號。




目录






  • 1 定义


  • 2 各种调制系统的信噪比


    • 2.1 调幅


    • 2.2 调频







定义


所指為有用信号功率(Power of Signal)与雜訊功率(Power of Noise)的比。因此為振幅(Amplitude)平方的比:


SNR=PsignalPnoise=Asignal2Anoise2{displaystyle mathrm {SNR} ={P_{mathrm {signal} } over P_{mathrm {noise} }}={A_{mathrm {signal} }^{2} over A_{mathrm {noise} }^{2}}}{mathrm  {SNR}}={P_{{mathrm  {signal}}} over P_{{mathrm  {noise}}}}={A_{{mathrm  {signal}}}^{2} over A_{{mathrm  {noise}}}^{2}}

它的单位一般使用分贝,其值为十倍对数信号与噪声功率比:


SNR(dB)=10log10⁡(PsignalPnoise)=20log10⁡(AsignalAnoise){displaystyle mathrm {SNR(dB)} =10log _{10}left({P_{mathrm {signal} } over P_{mathrm {noise} }}right)=20log _{10}left({A_{mathrm {signal} } over A_{mathrm {noise} }}right)}{mathrm  {SNR(dB)}}=10log _{{10}}left({P_{{mathrm  {signal}}} over P_{{mathrm  {noise}}}}right)=20log _{{10}}left({A_{{mathrm  {signal}}} over A_{{mathrm  {noise}}}}right)

其中




Psignal{displaystyle P_{mathrm {signal} },}P_{{mathrm  {signal}}},为信号功率(Power of Signal)。


Pnoise{displaystyle P_{mathrm {noise} },}P_{{mathrm  {noise}}},为噪声功率(Power of Noise)。


Asignal{displaystyle A_{mathrm {signal} },}A_{{mathrm  {signal}}},为信号振幅(Amplitude of Signal)。


Anoise{displaystyle A_{mathrm {noise} },}A_{{mathrm  {noise}}},为噪声振幅(Amplitude of Noise)。



各种调制系统的信噪比



调幅


信道信噪比为


(SNR)C,AM=AC2(1+ka2P)2WN0{displaystyle mathrm {(SNR)_{C,AM}} ={frac {A_{C}^{2}(1+k_{a}^{2}P)}{2WN_{0}}}}{displaystyle mathrm {(SNR)_{C,AM}} ={frac {A_{C}^{2}(1+k_{a}^{2}P)}{2WN_{0}}}}

其中 W 是带宽,ka{displaystyle k_{a}}{displaystyle k_{a}} 是调制系数


(AM接收机的)输出信噪比为


(SNR)O,AM=Ac2ka2P2WN0{displaystyle mathrm {(SNR)_{O,AM}} ={frac {A_{c}^{2}k_{a}^{2}P}{2WN_{0}}}}{displaystyle mathrm {(SNR)_{O,AM}} ={frac {A_{c}^{2}k_{a}^{2}P}{2WN_{0}}}}


调频


信道信噪比为


(SNR)C,FM=Ac22WN0{displaystyle mathrm {(SNR)_{C,FM}} ={frac {A_{c}^{2}}{2WN_{0}}}}{displaystyle mathrm {(SNR)_{C,FM}} ={frac {A_{c}^{2}}{2WN_{0}}}}

输出信噪比为


(SNR)O,FM=Ac2kf2P2N0W3{displaystyle mathrm {(SNR)_{O,FM}} ={frac {A_{c}^{2}k_{f}^{2}P}{2N_{0}W^{3}}}}{displaystyle mathrm {(SNR)_{O,FM}} ={frac {A_{c}^{2}k_{f}^{2}P}{2N_{0}W^{3}}}}










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