SignalRauschVerhältnis

SignalRauschVerhältnis (SNR) beschreibt das Verhältnis der Leistung eines nützlichen Signals zur Leistung des Hintergrundrauschens in einem Mess- oder Übertragungssystem. Es ist ein zentrales Maß in der Nachrichtentechnik, Bildgebung, Audio und Datenerfassung. In der Praxis wird SNR häufig in Dezibel angegeben: SNR = 10 log10(P_signal / P_noise). Für Spannungen oder Ströme gilt bei gleichen Impedanzen SNR = 20 log10(V_signal / V_noise).

Ein höheres SNR bedeutet eine bessere Signalausbeute und eine geringere Einflussnahme des Rauschens auf die Informationen. In digitalen Kommunikationssystemen beeinflusst der SNR die Fehlerrate, in der Bildgebung oder Audioproduktion die Bild- bzw. Tonqualität. Die konkreten Werte variieren stark nach Anwendung; Werte von wenigen dB bis hin zu über 100 dB kommen vor, je nach System und Messung.

Rauschen entsteht durch verschiedene Quellen wie thermische Fluktuationen, Quantisierungsrauschen oder Photonen- bzw. Schrotrauschen. Die Messungen des SNR hängen von der Bandbreite ab, über die gemessen wird, und von der Qualität der Sensoren, Verstärker und Wandler. Typische Einflussfaktoren sind Filterung, Abschirmung, und die Wahl geeigneter Bauteile sowie eine höhere Auflösung oder Averaging bei der Datenerfassung.

Zur Verbesserung von SNR werden Verstärkung mit geeignetem Rauschverhalten, Rauschunterdrückung durch Filterung, bessere Wandlerqualität, bessere Abschirmung und Optimierung der Messbandbreite eingesetzt. In der digitalen Kommunikation wird SNR oft durch Eb/N0 ergänzt, um die Leistung pro Bit zu beschreiben.