Sinalruído

Sinalruído, ou relação sinal-ruído (SNR), é uma medida da relação entre a potência do sinal útil e a potência do ruído indesejado em um sistema de comunicação ou processamento de sinais. Em termos simples, quanto maior o SNR, menor a influência do ruído sobre o sinal. O SNR pode ser expresso como uma razão adimensional: SNR = P_signal / P_noise, ou, para tensões, SNR = V_signal^2 / V_noise^2. Em escala logarítmica, SNR em decibéis é SNR(dB) = 10 log10(P_signal/P_noise) ou, para amplitudes, SNR(dB) = 20 log10(V_signal/V_noise).

Fontes de ruído variam conforme o domínio: ruído térmico, ruído de quantização, ruído de fótons (shot), flicker, interferência externa e outros. O ruído total em banda é geralmente proporcional à largura de banda do sistema, de modo que ampliar a banda aumenta o ruído presente, P_noise ≈ N0 B.

Importância: o SNR afeta a qualidade percebida, as taxas de erro em comunicações, a fidelidade de áudio e imagem, e a capacidade de detectar sinais fracos. Em muitos sistemas, o objetivo é maximizar o SNR dentro de limitações de potência, distorção e custo, buscando assim maior clareza e confiabilidade.

Medidas e prática: o SNR é estimado medindo a potência média do sinal e do ruído na banda de interesse. Técnicas de melhoria incluem filtragem adequada, redução de ruído na fonte, blindagem, amplificadores de baixo ruído, e, em processamento, oversampling ou dithering para reduzir ruído de quantização. A relação não aborda distorção, que requer métricas adicionais.

Resumo: SNR é uma métrica central na engenharia de sinais, avaliando o equilíbrio entre sinal desejado e ruído, com impacto direto na qualidade de áudio, imagem e comunicação.