En électronique et en radio, le rapport des signaux électroniques souhaités au bruit indésirable peut varier sur une plage extrêmement large, jusqu'à un milliard de fois ou plus. Le calcul du rapport signal /bruit (SNR) est soit la différence de deux logarithmes, soit le logarithme du rapport des signaux principal et bruit.
Signaux électroniques et bruit

Pour le meilleur ou pour le pire , le bruit indésirable est une partie naturelle et incontournable des signaux dans tous les circuits électroniques et les ondes radio transmises. Chaque composant du circuit, des transistors aux résistances en passant par le câblage, est composé d'atomes qui vibrent de manière aléatoire en réponse à la température ambiante; les vibrations aléatoires produisent du bruit électrique. Dans l'air, les transmissions radio traversent un environnement rempli d'interférences électromagnétiques (EMI) provenant des lignes électriques, des équipements industriels, du soleil et de nombreuses autres sources. Un ingénieur en électronique souhaite connaître le signal reçu par son équipement, la quantité de bruit et la quantité d'informations souhaitées.
À propos des unités Decibel

Les scientifiques et les ingénieurs qui travaillent avec des signaux utilisent souvent des mesures en décibels ( dB) format à la place des unités linéaires standard comme les volts ou les watts. En effet, dans un système linéaire, vous finirez par écrire beaucoup de zéros encombrants dans vos chiffres, ou vous aurez recours à la notation scientifique. Les unités de décibels, en revanche, reposent sur des logarithmes. Bien que les unités dB prennent un certain temps pour s'y habituer, elles facilitent la vie en vous permettant d'utiliser des numéros plus compacts. Par exemple, un amplificateur a une plage dynamique de 100 dB; cela signifie que les signaux les plus forts sont 10 milliards de fois plus forts que les signaux les plus faibles. Travailler avec «100 dB» est plus facile que «10 milliards».
Mesure et analyse du signal

Avant de faire le calcul du SNR, vous aurez besoin des valeurs mesurées du signal principal, S et du bruit, N. Vous pouvez utiliser un analyseur d'intensité du signal qui affiche les signaux sur un écran graphique. Ces écrans affichent généralement la puissance du signal en décibels (dB). D'un autre côté, vous pouvez recevoir des valeurs de signal et de bruit «brutes» en unités telles que des volts ou des watts. Ce ne sont pas des unités dB, mais vous pouvez obtenir des unités dB en appliquant une fonction logarithme.
Calcul SNR - Simple

Si vos mesures de signal et de bruit sont déjà sous forme dB, il suffit de soustraire le chiffre de bruit de le signal principal: S - N. Parce que lorsque vous soustrayez des logarithmes, cela revient à diviser des nombres normaux. La différence des nombres est le SNR. Par exemple: vous mesurez un signal radio avec une intensité de -5 dB et un signal de bruit de -40 dB. -5 - (-40) \u003d 35 dB.
Calcul du SNR - Compliqué

Pour calculer le SNR, divisez la valeur du signal principal par la valeur du bruit, puis prenez le logarithme commun du résultat: log (S ÷ N). Il y a encore une étape: si vos chiffres de puissance du signal sont des unités de puissance (watts), multipliez par 20; s'il s'agit d'unités de tension, multipliez par 10. Pour la puissance, SNR \u003d 20 log (S ÷ N); pour la tension, SNR \u003d 10 log (S ÷ N). Le résultat de ce calcul est le SNR en décibels. Par exemple, votre valeur de bruit mesurée (N) est de 1 microvolt et votre signal (S) est de 200 millivolts. Le SNR est de 10 log (.2 ÷ .000001) ou 53 dB.
Signification du SNR

Les nombres de rapport signal /bruit sont tous sur la force du signal souhaité par rapport au bruit indésirable. Plus le nombre est élevé, plus le signal souhaité «se démarque» par rapport au bruit, ce qui signifie une transmission plus claire et de meilleure qualité technique. Un nombre négatif signifie que le bruit est plus fort que le signal souhaité, ce qui peut provoquer des problèmes, comme une conversation sur un téléphone portable trop tronquée pour être comprise. Pour une transmission vocale de bonne qualité, comme un signal cellulaire, le SNR est en moyenne d'environ 30 dB, ou un signal 1 000 fois plus fort que le bruit. Certains équipements audio ont un SNR de 90 dB ou mieux; dans ce cas, le signal est 1 milliard de fois plus fort que le bruit.