Signaalinoisesuhdetta

Signaalinoisesuhde, usein kutsuttu signaalin ja kohinan suhteeksi (SNR, signal-to-noise ratio), kuvaa halutun signaalin tehon ja taustakohinan tehon suhdetta. Se on keskeinen mittari signaalin laadulle monissa sovelluksissa, kuten telekommunikaatiossa, audiotekniikassa ja kuvankäsittelyssä. Yleensä suurempi SNR tarkoittaa selkeämpi signaali.

Laskentamenetelmä: SNR voidaan määritellä P_signalin ja P_noise in, signaalin ja kohinan tehona, jolloin SNR = P_signal / P_noise. Desibeleinä SNR_dB = 10 log10(P_signal/P_noise). Jos käytetään jännitteitä identtisillä impedansseilla, SNR = (V_signal^2)/(V_noise^2) ja SNR_dB = 20 log10(V_signal/V_noise). Käytännössä kohina ja signaali voivat esiintyä sekä aikamuutoksina että spektrinä, mikä vaikuttaa mittausmenetelmiin.

Käyttöyhteydet: SNR on tärkeä arvo esimerkiksi äänentoistossa, jossa korkea SNR liittyy puhtaampaan ääneen, sekä langattomissa tiedonsiirroissa, joissa se vaikuttaa virhepopulaatioon ja datansiirtonopeuteen. Kuva- ja video-tekniikassa SNR liittyy kuvan tai videon laatuun ja PSNR-arvoihin. Kanavien kapasiteetti voidaan likimääräisesti arvioida kaistanleveyden ja SNR:n kautta (Shannonin laki).

Tekijät ja parantaminen: Kohinaa tuottavat niin terminen ja elektroninen kohina kuin ulkoiset häiriöt. Signaalia voi heikentää epäedullinen impedanssi, häiriöt sekä rajallinen kaistanleveys. SNR:ää voidaan parantaa lisäämällä signaalin voimakkuutta, pienentämällä kohinaa, rajaamalla kaistaa, käyttämällä suodattimia ja shieldingiä, sekä hyödyntämällä virheenkoodauksia tai signaalin averagingia.

Yhteenveto: Signaalinoisesuhde mittaa signaalin laadun suhdetta taustakohinaan ja vaikuttaa olennaisesti järjestelmän suorituskykyyn, virheisiin sekä informaation tehokkaaseen siirtoon.