信噪比

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音频信噪比是指音响设备播放时,正常声音信号强度与噪声信号强度
信噪比
的比值。当信噪比低,小信号输入时噪音严重,在整个音域的声音明显变得浑浊不清,不知 发的是什么音,严重影响音质。信噪比的大小是用有用信号功率(或电压)和噪声功率(或 电压)比值的对数来表示的。这样计算出来的单位称为“贝尔”。实用中因为贝尔这个单位太 大,所以用它的十分之一做计算单位,称为“分贝”。 举例
指标不应该有明显的劣化。 实际上,很多音响产品在电路设计中都有“电磁兼容”的影
子,比如在电源输入端设计滤波器、压敏电阻,外壳采用金属材料,内部信号线采用屏蔽线等
等,实践证明,这些措施对于抑制干扰有很大的作用。
噪声的三种来源
噪声的来源很复杂,我们可以把它们大致归结为三种,第一种是元器件产生的固有噪声,
一般监控摄像机的图像信噪比是在 50dB,像美电贝尔系列 BL-CB800ATM-N. 信噪 比是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号 s/n 来表示。由于在一般情况下,信号电压远 高于噪声电压,比值非常大,信噪比的单位用 db 来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是 在 agc(自动增益控制)关闭时的值,因为当 agc 接通时,会对小信号进行提升,使得噪声 电平也相应提高。 信噪比的典型值为 45~55db,若为 50db,则图像有少量噪声,但图像质 量良好;若为 60db,则图像质量优良,不出现噪声。 编辑本段音频信噪比 简介
通过计算公式我们发现,信噪比不是一个固定的数值,它应该随着输入信号的变化而变 化,如果噪声固定的话,显然输入信号的幅度越高信噪比就越高。显然,这种变化着的参数 是不能用来作为一个衡量标准的,要想让它成为一种衡量标准,就必须使它成为一个定值。 于是,作为器材设备的一个参数,信噪比被定义为了“在设备最大不失真输出功率下信号与噪 声的比率”,这样,所有设备的信噪比指标的测量方式就被统一起来,大家可以在同一种测 量条件下进行比较了。信噪比通常不是直接进行测量的,而是通过测量噪声信号的幅度换算 出来的,通常的方法是:给放大器一个标准信号,通常是 0.775Vrms 或 2Vp-p@1kHz,调整放 大器的放大倍数使其达到最大不失真输出功率或幅度(失真的范围由厂家决定,通常是 10%, 也有 1%),记下此时放大器的输出幅 Vs,然后撤除输入信号,测量此时出现在输出端的噪 声电压,记为 Vn,再根据 SNR=20LG(Vn/Vs)就可以计算出信噪比了。Ps 和 Pn 分别是信号 和噪声的有效功率,根据 SNR=10LG(Ps/Pn)也可以计算出信号比。 这样的测量方式 完全可以体现设备的性能了。但是,实践中发现,这种测量方式很多时候会出现误差,某些 信噪比测量指标高的放大器,实际听起来噪声比指标低的放大器还要大。经过研究发现,这 不是测量方法本身的错误,而是这种测量方法没有考虑到人的耳朵对于不同频率的声音敏感 性是不同的,同样多的噪声,如果都是集中在几百到几千 Hz,和集中在 20KHz 以上是完全 不同的效果,后者我们可能根本就察觉不到。因此就引入了一个“权”的概念。这是一个统计 学上的概念,它的核心思想是,在进行统计的时候,应该将有效的、有用的数据进行保留, 而无效和无用的数据应该尽量排除,使得统计结果接近最准确,每个统计数据都由一个“权”, “权”越高越有用,“权”越低就越无用,毫无用处的数据的“权”为 0。于是,经过一系列测试 和研究,科学家们找到了一条“通用等响度曲线”,这个曲线代表的是人耳对于不同频率的声 音的灵敏度的差异,将这个曲线引入信噪比计算方法后,信噪比指标就和人耳感受的结果更 为接近了。噪声中对人耳影响最大的频段“权”最高,而人耳根本听不到的频段的“权”为 0。 这种计算方式被称为“A 计权”,已经称为音响行业中普遍采用的计算方式。 噪声的种类、来源及电磁兼容
电路中几乎所有的元器件在工作时都会产生一定的噪声,晶体管、电阻、电容,这种噪声是连
续的,基本上是固定不变的,并且频谱分布很广泛,这种噪声除了改进元器件的材料和生产
工艺外,几乎没有任何办法消除,也就是说,这种噪声几乎可以不用实验,在图纸上进行计
算就可以推算出来。好在现在很多优质元器件的固有噪声都很小,在设计电路时选择优质元
国际电工委员会对信噪比的最低要求 国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于 63dB,后级放大器大于等于
86dB,合并式放大器大于等于 63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于 90dB,CD 机的信 噪比可达 90dB 以上,高档的更可达 110dB 以上。信噪比低时,小信号输入时噪音严重,整 个音域的声音明显感觉是混浊不清,所以信噪比低于 80dB 的音箱不建议购买,而低音炮 70dB 的低音炮同样原因不建议购买。 用途
在一个音响系统中,由于信号是串联的,因此一件设备的噪声会进入下面的设备中被放
大,所以系统最后的噪声是系统中所有设备噪声的累加。但是,当我们了解了系统中每一件
器材的信噪比指标后,是否就可以确定整个系统的信噪比指标了呢?不,远远不能。这就要
从噪声的来源和种类说起了。
噪声的来源
我们把噪声的来源分为内部和外部两种,由于实验室的测试条件通常都十分优越,所以
在这种条件下测试的信噪比指标实际是设备内部噪声的反应,内部噪声主要是由于电路设
计、制造工艺等因素,由设备自身产生的,而外部噪声是由设备所在的电子环境和物理化学
环境(自然环境)所造成的,外部噪声是不可能反映在信噪比指标中的。这一点通常会被很
多人所忽略,经常听到有人说:这唱机的信噪比指标不是挺高的吗?怎么听起来噪音这么大,
信噪比,英文名称叫做 SNR 或 S/N(SIGNAL-NOICE RATE),是指一个电子设备或者 电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处 理的电子信号,噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号(或信 息),并且该种信号并不随原信号的变化而变化。同样是“原信号不存在”还有一种东西叫“失 真”,失真和噪声实际上有一定关系,二者的不同是失真是有规律的,而噪声则是无规律的, 这个以后再讲。 信噪比的计量单位是 dB,其计算方法是 10LG(PS/PN),其中 Ps 和 Pn 分别代表信号和噪声的有效功率,也可以换算成电压幅值的比率关系:20LG(VS/VN),Vs 和 Vn 分别代表信号和噪声电压的“有效值”。在音频放大器中,我们希望的是该放大器除了放大 信号外,不应该添加任何其它额外的东西。因此,信噪比应该越高越好。 信噪比的测量及计算
另外,信噪比可以是车载功放;光端机;影碟机;数字语音室;家庭影院套
信噪比
装;网络摄像机;音箱……等等,这里所说明的是 MP3 播放器的信噪比。 以 dB 计算 的信号最大保真输出与不可避免的电子噪音的比率。该值越大越好。低于 75dB 这个指标, 噪音在寂静时有可能被发现。AWE64 Gold 声卡的信噪比是 80dB,较为合理。SBLIVE 更是 宣称超过 120dB 的顶级信噪比。总的说来,由于电脑里的高频干扰太大,所以声卡的信噪 比往往不令人满意。 编辑本段图像信噪比 简介
对于便携式 DVD 来说,信噪比至少应该在 70dB(分贝)以上,才可以考虑。 这样应该 没错 编辑本段信噪比与噪声 衡量音响器材质量水准的一个重要指标
信噪比波图
信噪比是音响界公认的衡量音响器材质量水准的一个重要指标,几乎所有的电声器材都 会标注这个指标,没有这个指标的器材,要么是一些特制的专用器材设备,要么就是不正规 的产品。信噪比、失真率、频率响应这三个指标是音响器材的“基础指标”或“基本特性”,我 们在评价一件音响器材或者一个系统水准之前,必须先要考核这三项指标,这三项指标中的 任何一项不合格,都说明该器材或者系统存在着比较重大的缺陷。信噪比作为设备、系统的 基础指标之一,必须得到应有的高度重视。 信噪比简介
比如接插件接触不良,接触表面形成二极管效应或者接触电阻随温度、振动等影响发生变化
而导致信号传输特性变化,产生噪声。还有元器件排布上的失误,将高热的元器件排布在对
温度敏感的元器件旁边,或者将一些有轻微振动的元器件放在对振动敏感的元器件旁边,或
者没有足够的避震措施……等等这些,都会产生一定的噪声。这些噪声可以说都是人为造成
的,对于经验丰富的电子设计师来说,这些噪声都是可以避免或者大大减轻的。
第三
种噪声则是非常广泛的,也是经常被提起的干扰噪声。这种噪声来源很复杂,主要包括几个
方面: 空间辐射干扰噪声:任何导体通过交变电流的时候都会引起周围电场强度的变化,
这种变化就是电场辐射,同样,像变压器这样的磁体也会引起周围磁场强度的交替变化。我
器件就可以把这种噪声压制到非常小的水平,小到我们根本不会听见。 第二种噪声来
源于电路本身的设计失误或者安装工艺上的缺陷,电路设计失误往往会导致电路的轻微自激
(一种自由振荡状态),这种自激一般在我们可以听到的声音范围之外,但是在某些特定条件
下它们会对声音的中高频产生断续的影响,从而产生噪声。安装工艺失误就稍微复杂一些,
图像的信噪比应该等于信号与噪声的功率谱之比,但通常功率谱难以计算,
信噪比
有一种方法可以近似估计图像信噪比,即信号与噪声的方差之比。首先计算图像所有象素的 局部方差,将局部方差的最大值认为是信号方差,最小值是噪声方差,求出它们的比值,再 转成 dB 数,最后用经验公式修正,具体参数请参看“反卷积与信号复原(邹谋炎)”。s/n 叫 做信噪比。由于在实际使用中 S 与 N 的比值太大,故常取其分贝数(db)。分贝与信噪比的关 系为 : db=10logs/n 举例
骗人的吧……。这就是没有搞清楚信噪比指标含义所造成的误解。 外部噪声通常被称
为“干扰”,这种干扰可能是电磁干扰,也可能是机械振动干扰,也可能来自温度变化的干
扰……总之,都不是器材自身产生的。于是此时另一个不太起眼的指标凸现出了它的意义-
电磁兼容性。 电磁兼容性有两个层次的含义,一是设备在运行时不会对其它设备产生
信噪比
[1]
信号强度与同时发出噪音强度之间的比率称为信号噪声比,简称信噪比(Signal/Noise),通 常以 S/N 表示,单位为分贝(dB)。对于播放器来说,该值当然越大越好。 目前 MP3 播放器的信噪比有 60dB、65dB、85dB、90dB、95dB 等等,我们在选择 MP3 的时候,一般 都选择 60dB 以上的,但即使这一参数达到了要求,也不一定表示机子好,毕竟它只是 MP3 性能参数中要考虑的参数之一。 指在规定输入电压下的输出信号电压与输入电压切断 时,输出所残留之杂音电压之比,也可看成是最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强 度之间的比率,通常以 S/N 表示。一般用分贝(dB)为单位,信噪比越高表示音频产品越 好,常见产品都选择 60dB 以上。
们知道,交变电场和磁场中的闭合导体会产生和电场磁场变化频率相同的交变电流,也叫感
应电流。音响设备中所有的元器件、导线、电路板上的铜箔都是电导体,因此不可避免地会
产生感应电流。这种感应电流叠加在信号中就会产生噪声。 线路串扰噪声:某些电气
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设备会产生干扰信号,这些干扰信号通过电源、信号线等线路直接窜入音响设备中。 传
信噪比
简介
信噪比是音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。用 dB 表示。例 如,某音箱的信噪比为 80dB,即输出信号功率是噪音功率的 10^8 倍,输出信号标准差则 是噪音标准差的 10^4 倍,信噪比数值越高,噪音越小。
定义
“噪声”的简单定义就是:“在处理过程中设备自行产生的信号”,这些信号与输入信号无 关。对于 MP3 播放器来说,信噪比都是一个比较重要的参数,它指音源产生最大不失真 声音
干扰,二是耐受干扰的能力强,在一定的外界干扰下仍能正常工作。第一层意思容易理解,
而第二层意思对于音响设备来说,还有更进一步的含义,那就是如何定义“正常工作状态”。
这个正常工作不应该仅仅是“出声就好”,还应该是保证一定的性能指标,这其中就包括有信
噪比。也就是所,一个电磁兼容性能优良的设备器材,在一定的外界干扰条件下,其信噪比
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