Мы только начали курс коммуникаций в колледже, и мы столкнулись с отношением SN. Следующее - двусмысленность, с которой я сталкиваюсь и которую не может решить мой профессор:
Соотношение сигнал / шум - это отношение мощности сигнала к мощности шума. Это часто выражается в децибелах. Но это соотношение двух одинаковых величин, поэтому оно не должно иметь единицу верно? Почему тогда мы используем децибел?
Если бы кто-нибудь мог ответить на этот вопрос или предоставить ссылки на ресурсы, которые его решают, я был бы очень признателен.
PS: я пробовал гугл и википедию, но не смог найти ничего конкретно связанного с этим.
communication
noise
signal-to-noise
decibel
iluvthee07
источник
источник
Ответы:
Чтобы выразить отношение в дБ, это отношение должно быть безразмерным, поскольку должен быть взят логарифм отношения, поэтому я не уверен, что понимаю, почему вы озадачены тем, что мы используем дБ.
дБ часто используется для выражения безразмерных отношений именно из-за свойств логарифма.
Например, умножение становится сложением, деление становится вычитанием.
Кроме того, поскольку сигнал может быть на много порядков больше, чем шум, более удобно выражать SNR, скажем, 50 дБ, а не 100 000.
Фраза «SNR равно 50 дБ» эквивалентна «10-кратному логарифму отношения мощности сигнала к мощности шума, равной 50».
ДБ - это не размерная единица, как единица длины или времени, это безразмерная единица .
Число x является чистым числом так же, как число , хотя мы можем сказать, что « y - это просто x, выраженное в дБ».y=10log(x)
источник
Децибелы не являются «единицей» в смысле метра, Netwons, секунд и т. Д. Это как процент, дюжина, части на миллион и тому подобное. Это все способы выражения безразмерных чисел. Децибелы - это способ выражения значений в логарифмическом масштабе, но это не меняет того факта, что нет ничего плохого в том, чтобы иметь различные «единицы» для безразмерных величин.
источник
Точно так же радианы не должны иметь единицу, но все еще выражены как
rad
для ясности.Более конкретно, SNR измеряется в дБ, потому что дБ удобны для данной ситуации. ДБ удобны для ситуации, так как различия сигнала и шума могут иметь большой динамический диапазон, то есть быть маленьким или очень большим.
Таким образом, SNR сигнала 100000 В с шумом 1 В составляет 100000. Мы берем логарифм этого числа и получаем
10*log(100000) = 50dB
. Гораздо приятнее число.Или некоторые такие.
Подводя итоги обсуждения в комментариях, количество можно
Утверждалось, что добавление величин, выраженных в разных единицах, всегда бессмысленно . Это то же самое, о чем я думал, но, может быть, это упрощение для молодых учеников, просто выходящих на поле. ИМХО Supercat или Kriss должны задать эту тему как отдельный (отлично!) Вопрос.
источник
Децибелы иногда являются более удобной «единицей» для работы.
Тот же вопрос относится к усилению напряжения операционного усилителя - тенденция состоит в том, чтобы указывать усиление в разомкнутом контуре в децибелах. То же самое усиление с обратной связью.
То же самое с фильтрами - фильтры низких частот (например) имеют уменьшение «усиления» с увеличением частоты, и это обычно выражается как «так много» дБ на октаву или десятилетие.
Многое указано в децибелах.
РЕДАКТИРОВАТЬ
Децибел - это не единица измерения, например, Вт, Ом, Вольт или Ампер. Напоминаем, что предшествующее ему число выводится определенным образом. Другим примером является научное обозначение, такое как число 5000 - оно может быть выражено как 5E3 - это не означает, что E3 является единицей любого типа.
источник
Как вы прямо сказали, децибелы используются для количественной оценки взаимосвязи между двумя сигналами. Они относительны, а не абсолютны. Сказать, что передатчик имеет выходной сигнал 1 дБ, бессмысленно. Следовательно, он должен ссылаться на какой-то другой блок. Например, 1 дБм равен 1 дБ относительно 1 милливатта.
В случае отношения сигнал / шум единственное, что имеет смысл использовать, - это дБ. Как правило, сигнал в РЧ или других приложениях будет намного выше шума, в сотни тысяч или миллионы раз сильнее. В этом случае проще и короче написать, что оно на 60 дБ выше, чем 1000000, поскольку можно легко допустить ошибку.
источник
Это особая передаточная функция, она действительно зависит от применения. Как и при анализе цепей для операционных усилителей, мы часто заботимся о соотношении сигнал-шум по напряжению, так что это может быть V / V или A / A, или смесь двух.
Децибелы часто используются для более детального изучения амплитуды или частоты усиления и ослабления сигнала.
редактировать
Это логарифмическая единица, абстрактная математическая единица (не физические единицы)
Например, Ом является мерой напряжения / тока, он безразмерен.
источник
Я думаю, что проблема здесь в том, что ОП путает единицы с величиной. Если я скажу, что усиление усилителя составляет 1000 или 60 дБ, я просто выражаю величину усиления двумя различными способами. В любом случае нет единиц измерения, поскольку усиление обычно составляет вольт на вольт (или ампер на ампер и т. Д.). дБ это просто еще один способ выразить величину числа. Они очень удобны для использования с числами, которые могут быть очень большими или очень маленькими. Как уже указывалось, гораздо удобнее выразить 0,00001 как -100 дБ или 1 000 000 как 120 дБ. Оба выражения просто числовые величины. Никакие подразделения не участвуют.
источник
Мне нравится думать так, чтобы решить вашу двусмысленность:
децибелы (дБ) являются «подходящей» мерой того, насколько количество больше или меньше, чем другое. В отношении сигнал / шум вы хотите знать, насколько мощность вашего сигнала больше, чем мощность шума. Если вы выполните математику, вы получите такие вещи, как (Psignal / Pnoise) = 100000, что является громоздким. Здесь прибывает почтенная функция регистрации, которая преобразовывает это в кое-что как:
10 * log (100000) = 50 дБ
Это удобное и униженное обозначение. Только то.
источник
источник