snr что это такое
Snr что это такое
Отношение сигнал/шум (ОСШ, англ. SNR, Signal-to-Noise Ratio ) — безразмерная величина, равная отношению мощности полезного сигнала к мощности шума. Обычно выражается в децибелах. Чем больше это отношение, тем менее заметен шум.
где P — средняя мощность, а A — среднеквадратичное значение амплитуды. Оба сигнала измеряются в полосе пропускания системы.
На практике отношение сигнал/шум определяют путем измерения напряжения шума и сигнала на выходе усилителя или другого звуковоспроизводящего устройства среднеквадратичным милливольтметром либо анализатором спектра. Современные усилители и другая высококачественная аудио-аппаратура имеет показатель сигнал/шум около 100—120 дБ.
См. также
Смотреть что такое «SNR» в других словарях:
SNR 1.9+0.3 — SNR G1.9+0.3 SNR G1.9+0.3 Données d observation Époque J2000.0 Ascension droite 17h 48.7m Déclinaison 27° 10′ Coordonnées galactiques ℓ=01,87, b=+0,34 Constellation … Wikipédia en Français
SNR G1.9+0.3 — Données d observation Époque J2000.0 Ascension droite 17h 48.7m Déclinaison 27° 10′ Coordonnées galactiques ℓ=01,87, b=+0,34 … Wikipédia en Français
SNR G1.9+0.3 — ist der jüngste bekannte Supernovaüberrest in der Milchstraße.[1] Der Überrest wurde durch Kombinieren der Daten aus dem Chandra Röntgenteleskop der NASA und dem Very Large Array Radioteleskop entdeckt. Man geht davon aus, dass der Stern vor etwa … Deutsch Wikipedia
Snr. — Snr. Snr. written abbreviation for Senior, used after a man s name to show he is the older of two men with the same name and from the same family: • James Taylor, Snr. compare Jnr, Jr … Financial and business terms
Snr — UK US adjective (also Sr) ► WRITTEN ABBREVIATION for Senior: written after a man s name to refer to the older of two men in the same family who have the same name: »Richards Snr has an advisory role, while his son has become a director … Financial and business terms
SNR — (Signal to Noise Ratio) n. difference in decibels between a signal emitted from a device and the noise emitted from the same device … English contemporary dictionary
SNR-2 — Der SNR 2 (für Schneller Natriumgekühlter Reaktor) war ein geplanter Brutreaktor am Standort Kalkar, der mit einer geplanten Bruttoleistung von 2.000 MWel der größte Kernreaktor der Welt werden sollte. Anfang der 80er Jahre wurden die Pläne… … Deutsch Wikipedia
snr — abbreviation senior * * * Snr abbreviation senior Thesaurus: titleshyponym from an upper class familysynonym * * * abbr Brit senior Dave Smith Snr * * * Snr 7 … Useful english dictionary
SNR — Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom. Sigles d’une seule lettre Sigles de deux lettres > Sigles de trois lettres Sigles de quatre lettres … Wikipédia en Français
СОДЕРЖАНИЕ
Определение
Отношение сигнал-шум определяется как отношение мощности в виде сигнала (значимый вход) к мощности фонового шума (бессмысленным или нежелательного входного сигнала):
Децибелы
Аналогичным образом SNR может быть выражено в децибелах как
Используя определение SNR
Использование правила частного для логарифмов
Подстановка определений ОСШ, сигнала и шума в децибелах в приведенное выше уравнение приводит к важной формуле для расчета отношения сигнал / шум в децибелах, когда сигнал и шум также выражаются в децибелах:
В приведенной выше формуле P измеряется в единицах мощности, таких как ватты (Вт) или милливатты (мВт), а отношение сигнал / шум представляет собой чистое число.
Однако, когда сигнал и шум измеряются в вольтах (В) или амперах (А), которые являются мерой амплитуды, их необходимо сначала возвести в квадрат, чтобы получить величину, пропорциональную мощности, как показано ниже:
Динамический диапазон
SNR обычно используется для обозначения среднего отношения сигнал / шум, поскольку возможно, что мгновенные отношения сигнал / шум будут значительно отличаться. Эту концепцию можно понять как нормализацию уровня шума до 1 (0 дБ) и измерение того, насколько «выделяется» сигнал.
Отличие от обычной мощности
В физике средняя мощность сигнала переменного тока определяется как среднее значение напряжения, умноженного на ток; для резистивных (не реакционноспособный ) цепей, где напряжение и ток находятся в фазе, это эквивалентно произведению среднеквадратичного напряжения и тока:
Альтернативное определение
Иногда SNR определяется как квадрат альтернативного определения, приведенного выше, и в этом случае оно эквивалентно более общему определению :
Измерения системы модуляции
Амплитудная модуляция
Отношение сигнал / шум в канале определяется выражением
Отношение выходной сигнал / шум (AM-приемника) определяется выражением
Модуляция частоты
Отношение сигнал / шум в канале определяется выражением
Отношение выходной сигнал / шум определяется выражением
Подавление шума
Когда характеристики шума известны и отличаются от сигнала, можно использовать фильтр для уменьшения шума. Например, синхронный усилитель может выделить сигнал с узкой полосой пропускания из широкополосного шума в миллион раз сильнее.
Когда сигнал постоянный или периодический, а шум случайный, можно улучшить отношение сигнал / шум путем усреднения измерений. В этом случае шум уменьшается как квадратный корень из числа усредненных отсчетов.
Цифровые сигналы
Коэффициент ошибок модуляции (MER) является мерой отношения сигнал / шум в сигнале с цифровой модуляцией.
Фиксированная точка
Для n- битных целых чисел с равным расстоянием между уровнями квантования ( равномерное квантование ) также определяется динамический диапазон (DR).
Предполагая равномерное распределение значений входного сигнала, шум квантования представляет собой равномерно распределенный случайный сигнал с размахом амплитуды одного уровня квантования, что составляет отношение амплитуд 2 n / 1. Тогда формула:
D р d B знак равно S N р d B знак равно 20 бревно 10 ( 2 п ) ≈ 6.02 ⋅ п <\ Displaystyle \ mathrm 
Эта взаимосвязь является источником таких утверждений, как « 16-битный звук имеет динамический диапазон 96 дБ». Каждый дополнительный бит квантования увеличивает динамический диапазон примерно на 6 дБ.
Предполагая полномасштабный синусоидальный сигнал (то есть квантователь спроектирован так, что он имеет те же минимальное и максимальное значения, что и входной сигнал), шум квантования приближается к пилообразной волне с размахом амплитуды одного уровня квантования. и равномерное распределение. В этом случае отношение сигнал / шум составляет примерно
S N р d B ≈ 20 бревно 10 ( 2 п 3 / 2 ) ≈ 6.02 ⋅ п + 1,761 <\ displaystyle \ mathrm
Плавающая запятая
Числа с плавающей запятой позволяют найти компромисс между отношением сигнал / шум для увеличения динамического диапазона. Для n-битных чисел с плавающей запятой, с nm битами в мантиссе и m битами в экспоненте :
Обратите внимание, что динамический диапазон намного больше, чем с фиксированной точкой, но за счет худшего отношения сигнал / шум. Это делает плавающую точку предпочтительной в ситуациях, когда динамический диапазон велик или непредсказуем. Более простые реализации с фиксированной точкой могут использоваться без ухудшения качества сигнала в системах с динамическим диапазоном менее 6,02 м. Очень большой динамический диапазон чисел с плавающей запятой может быть недостатком, поскольку требует более предусмотрительности при разработке алгоритмов.
Оптические сигналы
Виды и сокращения
Другое использование
Отношение сигнал / шум или SNR в аудио: для чего это нужно?
Что такое отношение сигнал / шум или SNR?
Отношение сигнал / шум, S / R или SNR (отношение сигнал / шум) определяется как отношение между выходной мощностью передаваемого сигнала и мощностью шума, который его искажает (поэтому мы говорим только об устройствах, которые излучают звук и никогда устройств, которые его улавливают). Этот запас измеряется, как и почти все, что связано со звуком, в децибелах.
Часто многие производители используют термин динамический диапазон как синоним SNR, но вы должны быть осторожны, потому что некоторые используют его как маркетинговую стратегию, чтобы создать впечатление, что это SNR, когда на самом деле динамический диапазон служит для обозначения расстояния между уровнем выходного пика и фоновым шумом. То, что отношение сигнал / шум, указанное в децибелах, фигурирует в технических характеристиках устройства, следовательно, это ничего не означает, если оно не сопровождается используемыми контрольными точками, а также весами.
Очевидно, что если вы хотите купить оборудование с точки зрения его частотной характеристики, они должны измерить отношение сигнал / шум, используя ту же кривую взвешивания и эталонный уровень, что, к счастью, является наиболее распространенным в отрасли, поэтому уровни SNR равны обычно сравнительный.
Фактор шума
Эта величина шума может быть выражена так называемым коэффициентом шума (F), который является результатом деления отношения сигнал / шум на входе (S / R) на отношение сигнал / шум на выходе. (S / R) соль, когда значения сигнала и шума выражаются в простых значениях. Таким образом, формула будет выражена следующим образом:
Однако, к большому сожалению, значения отношения сигнал / шум выражаются в децибелах, и поэтому мы говорим о логарифмической формуле. Поскольку коэффициент шума также должен быть выражен в децибелах как величина звука, то формула будет следующей:
Что лучше: более высокое или низкое SNR?
Итак, какое значение SNR мы можем считать хорошим? Это зависит от категории продукта, но когда мы говорим о звуковой карте, встроенной, например, в обычную материнскую плату ПК, SNR 90 дБ уже вполне приличный. Конечно, в специализированных решениях нам придется искать более высокие значения, если возможно, они превышают 100 дБ.
Некоторые производители также упоминают коэффициент шума в технических характеристиках своего оборудования, и в этом отношении вам следует обратить внимание на прямо противоположное: чем меньше, тем лучше. К сожалению, большинство производителей бытовой электроники не выражают это значение, которое, как мы объясняли ранее, очень важно, и его часто можно увидеть только в продуктах, разработанных для профессионального звука.
Точнее, это параметр, который, хотя большинство производителей знают, что они его не публикуют, «скрывая свой позор», так сказать, если их продукт не хорош. По этой причине это нормально, что только производители профессиональных аудиопродуктов публикуют это значение, поскольку, если их продукт действительно хороший и качественный, им нечего скрывать. В любом случае, не беспокойтесь, потому что ни один из аудиопродуктов, которые вы наблюдаете, не указывает этот фактор, поскольку для обычного пользователя он также не будет иметь значения.
SNR-ERD: От “пинговалки” до линейки оборудования
Начало двухтысячных — бурное развитие телекоммуникационных сетей. Монтажники, сутки напролет проводившие на крышах, прокладывая кабель до конечного абонента, остро нуждались в устройствах для проверки соответствия кабеля подключенному порту. Остро стояла и проблема “зависания” оборудования. Монтажникам приходилось постоянно курсировать между узлами связи и перезагружать их вручную. Так возникла идея разработки первого SNR-ERD.
В результате спецам из “НАГ” пришла на ум идея о создании устройства, которое можно было бы подключить к кабелю и пинговать конкретный порт. Чуть позже устройство оснастили функцией удаленной перезагрузки устройства. Так появилось SNR-ERD-WEB, ставшее универсальным помощником для монтажников и администраторов сетей.
Первая модель представляла из себя восьмибитный микроконтроллер с 8 килобайтами флеш-памяти и 500 байтами оперативной памяти. Управление прибором осуществлялось через web-интерфейс. Устройство могло работать с датчиками температуры, перезагружать оборудование и контролировать датчики открытия-закрытия двери.
Свою аудиторию устройство нашло достаточно быстро. Разработка и усовершенствование устройства происходило регулярно. Причем большинство рекомендаций поступало от покупателей ERD, использовавших прибор в работе в поле и понимающих какие доработки ему необходимы. Уже в следующей модификации прибор получил протокол SNMP, удалённое обновление прошивки, функция термостата, датчик фазы.
Большой спрос на с устройства породил разработку целого ряда устройств функционал которых постоянно расширялся. Следующим этапом в этой цепочке стало SNR-ERD-2, которое до сих пор позиционируется, как бюджетное средство для контроля за параметрами ЦОД, а его модификации пользуются большим спросом.
Недорогой компактный приборчик с растущим функционалом пользовался довольно хорошим спросом, что вылилось в развитие целой серии устройств с общим индексом SNR-ERD-2. Эти устройства до сих пор позиционируются как бюджетное средство для контроля основных физических параметров в миниЦОД.
ERD-2 нашло широкое применение у операторов связи для мониторинга температуры в дата-центрах (ЦОДах). Так, например, компания Mail.Ru Group установила более 800 штук ERD-2.
Вот отзыв заместителя технического директора Mail.Ru Group, Кубасова Сергея:
“Используем ERD-2 для мониторинга температуры в дата-центрах «М100» (Mail.Ru Group) и «ИЦВА» (Вконтакте). При выборе решения для нас было важно:
Цена — в случае с ERD стоимость одного термодатчика (в совокупности с контроллером) одна из самых низких;
Периферия — для ERD достаточно иметь любой L2-коммутатор, нет необходимости покупать какие-то дополнительные контроллеры для агрегаций;
Скорость внедрения — API продукта описано настолько подробно, насколько это вообще возможно;
Срок поставки — вне зависимости от запрашиваемых нами объемов, отгрузка осуществлялась «на следующий день» или в приемлемые для нас сроки;
Гибкость производства — небольшая кастомизация в виде увеличения длины кабеля термодатчика, была выполнена оперативно и без дополнительных вопросов;
Высокая надежность — за весь период эксплуатации хочу отметить очень низкий процент брака и практически полное отсутствие выхода из строя;
Поддержка — ответы по проблемам получаем очень оперативно.
Чего не хватает:
PoE — приходится тянуть питание, что очень неудобно;
Датчиков влажности — тогда бы мы смогли на ERD выполнить полный контроль климата”.
Запросы клиента не могли остаться незамеченными и через некоторое время специалисты “НАГ” разработали устройство третьей серии. Помимо уже известных функций, в ERD-3 добавили:
ERD-3 представляют собой устройства 3 в 1: конвертор интерфейсов Ethernet/RS232 или Ethernet/RS485, контроллер UPS (Uninterruptible power supply) c поддержкой протокола MegaTec, а также устройство мониторинга состояния датчиков, температуры среды и напряжения.
К слову, совсем недавно ERD-2 также стали производить в металлическом корпусе, что стало ответом на запросы компаний-интеграторов, которые были готовы строить свои решения на базе ERD, однако внешний вид прибора не совсем соответствовал их запросам. Поэтому теперь ERD-2 можно приобрести в двух модификациях: в термоусадке или металлическом корпусе.
Усовершенствованный ERD-2
Вернемся же к ERD-3. Помимо широко спроса у провайдеров, прибор востребован интеграторами для малой автоматики и система АСКУЭ в качестве Ethernet/RS-485 и Ethernet/RS-232 для опроса различных счетчиков ресурсов. На основе устройств ERD работает программно-аппаратный комплекс “НАГрузка”, о котором мы писали ранее.
В дальнейшем ERD-3 был усовершенствован модулем GSM/GPRS для применения в решениях, где основным каналом передачи данных был GSM/GPRS. Устройство получило наименование ERD-GSM.
Однако время не стояло на месте и стало ясно, что современные требования диктуют дальнейшее развитие серии устройств ERD, а для этого были необходимы новые вычислительные и аппаратные ресурсы.
В качестве основы для нового аппаратно-программного комплекса был выбран 32-битный микроконтроллер STM32F407 фирмы ST и современный PHY-контроллер KSZ8031RNL для работы с сетью Ethernet. В связи со сменой платформы потребовалось полностью переписать программное обеспечение. Одновременно было решено перевести функциональный софт под управление операционной системы реального времени RTOS. Операционная системы позволила развязать управляющий цикл и построить вызов функций на основе гибких приоритетов. Также, устройство получило возможность электропитания, как через внешние выделенные контакты, так и по стандартам PoE IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009, а также Passive PoE от 36 до 48 В.
Переход на новую платформу осуществляли в несколько этапов. Сперва на свет появилось устройство с базовым оснащением, получившее название ERD-Pro-mini. Первые устройства собирались кустарным образом в лаборатории “НАГ”.
Теперь устройство выглядит так:
Все достоинства ERD-Pro-mini несколько терялись на фоне недостатков, обнаруженных уже в процессе эксплуатации. Из-за специфики корпуса возникали ошибочной подачи напряжения питания на контакты, не предназначенные для этого, что, в свою очередь, приводило к необратимым повреждениям устройства.
Одним из главных достоинств ERD-3 был был непосредственно его корпус, а также возможность модульного расширения и наличие интерфейсов RS-232 и RS-485, а «узким» местом был 8-битный контроллер ATmega328 с его 32 Кбайтами флэш-памяти против 1024 Кбайт у STM32F407. Если клиент просил реализовать какую-нибудь новую функцию, то для этого приходилось вырезать какую-нибудь другую. Так и появилась задача объединения всего лучшее от ERD-3 и ERD-Pro-mini.
Печатная плата ERD-3 почти в полтора раза меньше платы ERD-PRO-mini. Поэтому плотность расположения электронных компонентов была существенно выше, а значит выше становились требования к изготовления платы. Это не было трудной задачей, но при непосредственной разработке, выяснилось, что новое устройство должно обладать еще рядом дополнительных характеристик, помимо тех что уже присутствуют в ERD-3 и ERD-PRO-mini.
На борту устройства требовалось разместить:
В процессе разработки ERD-4 предстояло спроектировать принципиальную схему, подобрать компоненты и изготовить образцы, которые подвергались различным экспериментам Например испытанию на устойчивость к воздушным электростатическим разрядам напряжением 8 кВ.
Для соответствия ГОСТ CISPR 24-2013 проводились эксперименты с устойчивостью устройства к различным видам помех.
Испытание ERD-4 на устойчивость к наносекундным импульсным помехам
Испытание ERD-4 на устойчивость к микросекундным импульсам большой энергии
Устройство испытывали в климатических камерах. Проводились замеры предельных напряжений и токов. Перебрав десятки образцов, раз за разом подвергавшихся испытаниям, появился вот такой итоговый вид печатной платы.
Отдельно стоит остановиться на описании работы портов DIO и выхода DAC.
Фрагмент принципиальной схемы порта DIO
Особенность их реализации заключается в том, что каждый порт может работать как на вход (режим DI), так и на выход (режим DO). Достигается это тем, что микроконтроллер подключен к каждому порту двумя выводами GPIO через специальные развязывающие цепи D11 и Q17. Данное решение позволило увеличить гибкость ERD-4. Пользователь теперь может сам определить необходимую конфигурацию портов. Например, конфигурация «5 входов + реле» будет полезна в тех приложениях, где необходимо подключить большое кол-во датчиков с релейным выходом (охрана периметра, контроль протечек воды). Реле в данной конфигурации может включать сирену или насос откачки грунтовых вод. Если пользователю необходимо управлять большим количеством реле, контакторов или пускателей, то он может использовать конфигурацию «5 выходов + реле». Между этими двумя крайностями возможны любые промежуточные конфигурации: «2 входа + 3 выхода», «4 входа и 1 выход» и т.д.
Также, впервые в серии ERD, выходы ERD-4 могут коммутировать нагрузки с напряжением питания до 48В и с номинальным/импульсным током до 0.5/1А. Это позволяет значительно расширить возможности сопряжения ERD-4 с внешними коммутационными приборами и нагрузками. В частности, могут быть использованы широко распространенные реле на 12 В и на 24 В. Если же предполагается использовать пятивольтовые коммутационные приборы, такие как розетки SNR-SMART, то встроенный источник напряжения позволяет питать нагрузки суммарным током до 2 А.
Специально для ERD-4 были разработаны два мезонинных радиомодуля. Один для работы с GSM/GPRS, а другой — для сетей ISM диапазона 868 МГц.
Модуль GSM/GPRS позволяет осуществить резервное подключение по GSM/GPRS и управление через SMS. Модуль для сетей ISM 868 позволяет подключать различные беспроводные датчики, такие как счетчики импульсов, тепловычислители, датчики фазы и пр.
Сейчас SNR-ERD — это целая линейка устройств, востребованных операторами связи, интеграторами автоматизированных системы, предприятиями жилищно-коммунального сектора, банковскими структурами и IT-компаниями. Устройства применяют на узлах связи, в ЦОДах, в различных шкафах с оборудованием для автоматизации контроля среды, контроля периметра, а так же при решении задач телеуправления различными нагрузками.