O que se entende por relação sinal-ruído de 20 dB?

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Estou lendo um artigo em que um sinal discreto

x(n)=s(n)+w(n)

é considerado. é uma série determinística conhecida ew ( n ) é ruído branco com média zero. Os autores escrevem ques(n)w(n)

sinais foram gerados com um SNR de 20 dB

O que isto significa?

  • O que significa energia de sinal? Parece haver várias maneiras de definir isso, mas nenhuma tentativa de fazê-lo é feita neste artigo.
  • O que significa 20 dB SNR? Suponho que ou 20 = 20 log E s / E w , mas não estou familiarizado o suficiente com esses conceitos para ter certeza.20=10registroEs/EW20=20registroEs/EW
Anna
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A definição 10⋅log10 é usada para relações de potência. As definições de 20⋅log10 são usadas para amplitudes ou "quantidades de campo", como tensão ou pressão, uma vez que você precisa ajustá-las primeiro para produzir uma relação de potência. Veja en.wikipedia.org/wiki/Decibel#Definition
endolith
se SNR = 47dB, então você deseja converter em valor normal, em seguida, assumir antilog (47/10)
Asad Lound

Respostas:

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Um sinal discreto é frequentemente interpretado como um sinal de tensão analógico. O sinal x(n)deve ser considerado como uma versão amostrada x(t)com uma frequência de amostragem desconhecida.

Q1 :

Então, quando estamos falando sobre a energia do sinal, presume-se que o sinal de tensão seja obtido em um circuito com um resistor de 1Ω em série, de modo que v(t)^2/R = P.

Q2 :

A relação sinal / ruído é usada em muitas áreas e é definida como a razão de potência logarítmica do sinal e do ruído, ou seja SNR = 10*log(Ps/Pw). O outro nãoSNR = 20*log(Ps/Pw) é verdadeiro, porque os valores e são de poder. Este último é usado quando os sinais são representados como sinais de "tensão", ie .PsPwSNR = 20*log(s(n)/w(n)) = 10*log(s(n)^2/w(n)^2)

aagaard
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Não há suposição de 1 ohm ou até tensão. Pode ser 100 ohm ou qualquer outra resistência elétrica (para um sinal de tensão) ou qualquer impedância acústica (para um sinal de pressão sonora) ou qualquer coisa assim, e o valor será cancelado quando você calcular a taxa de potência.
endolith
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s(n)W(n)
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Bem, para mim, nunca fez sentido de onde vieram os valores arbitrários do resistor.
Endolith
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SNR é a razão da potência (média) de dois sinais independentes, um chamado "sinal" e o outro "ruído".

Es/Ts

SNRdB=10registroPs/PW

No seu exemplo específico, 20 dB significa que o sinal tem 100 vezes a potência do ruído (interferente).

Juancho
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Uma resposta direta à sua primeira pergunta:

x[n]=|x[n]|2|X(f)|2NX(f)Nx[n]

tb
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Embora a forma 20 * log (proporção de quantidades arbitrárias) seja quase onipresente ao definir SNR na região DSP, eu a mantenho incorreta e o 10 * log (proporção) sempre deve ser usado. A definição de dB é 10 * log (razão de potências). No domínio analógico, a potência é V ^ 2 / R, onde V e R são tensão e impedância nessa tensão, respectivamente, então temos dB = 10 * log ((V1 ^ 2 / R1) / (V2 ^ 2 / R2) ) = 20 * log (V1 / V2) + 10 * log (R2 / R1). Especialmente em altas frequências (radar, comunicações, etc.), geralmente é desejável combinar impedâncias para a transferência máxima de potência, significando que R2 = R1. Se for esse o caso, o segundo termo desaparece e resta a definição de dB: 20 ​​* log (V1 / V2). Perfeitamente aceitável ao lidar com circuitos analógicos. Mas ao trabalhar com software no domínio DSP, o que é uma impedância? O que é uma voltagem? Esses conceitos não têm significado, eles não existem no software, são conceitos de HARDWARE. Depois de convertermos um sinal analógico em digital, os conceitos de tensão e impedância não têm sentido. Portanto, dificilmente podemos dizer que as impedâncias coincidem (o que isso significaria? A impedância do circuito de fornecimento do ADC corresponde à impedância de entrada do ADC? LUDICROUS !!), o que significa que não temos base para dizer que o segundo termo desaparece e portanto, nenhuma base para definir um dB como 20 * log (razão de quantidades arbitrárias). Portanto, faz mais sentido reverter para a definição de um dB e usar o formulário 10 * log (proporção de quantidades arbitrárias). os conceitos de tensão e impedância não têm sentido. Portanto, dificilmente podemos dizer que as impedâncias coincidem (o que isso significaria? A impedância do circuito de fornecimento do ADC corresponde à impedância de entrada do ADC? LUDICROUS !!), o que significa que não temos base para dizer que o segundo termo desaparece e portanto, nenhuma base para definir um dB como 20 * log (razão de quantidades arbitrárias). Portanto, faz mais sentido reverter para a definição de um dB e usar o formulário 10 * log (proporção de quantidades arbitrárias). os conceitos de tensão e impedância não têm sentido. Portanto, dificilmente podemos dizer que as impedâncias coincidem (o que isso significaria? A impedância do circuito de fornecimento do ADC corresponde à impedância de entrada do ADC? LUDICROUS !!), o que significa que não temos base para dizer que o segundo termo desaparece e portanto, nenhuma base para definir um dB como 20 * log (razão de quantidades arbitrárias). Portanto, faz mais sentido reverter para a definição de um dB e usar o formulário 10 * log (proporção de quantidades arbitrárias).

tb
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A sua resposta é um pouco waffly - seria preferível se você pudesse responder à pergunta mais diretamente (e por favor quebrar seus parágrafos!)
PAK-9
OK PAK, que tal isso (embora deva ter sido óbvio na minha primeira resposta): os autores PROVAMENTE significam 20dB = 20log (Es / Ew), o que significa que Es tem 10 vezes mais energia que Ew. NO ENTANTO, se a definição de SNR tivesse sido usada corretamente (ou seja, os autores provavelmente a usaram incorretamente), o significado teria sido 20dB = 10log (Es / Ew), o que implica que Es tenha 100 vezes mais energia que Ew. E embora essa pergunta seja a ponta de um iceberg muito grande, não vou mais escrever, não quero estressá-lo ainda mais com meus parágrafos "não quebrados".
TB