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과학

신호대잡음비

신호대잡음비과학
영문명
Signal-to-noise ratio
약칭
SNR
대표 단위
dB
비교 대상
신호 전력과 잡음 전력
신호대잡음비는 원하는 신호의 전력과 잡음 전력의 비다. SNR이라고 줄여 부르며 보통 데시벨로 나타낸다. 같은 장치도 신호 크기와 측정 대역에 따라 값이 달라지므로 수치와 시험 조건을 함께 확인한다.

전력의 비를 로그로 표시한다

신호 전력을 잡음 전력으로 나눈 값에 10 log10을 적용한다. 동일한 임피던스에서 측정한 rms 전압끼리 비교한다면 전압 비에 20 log10을 적용할 수 있다. 임피던스가 서로 다른 경우 전압 비만으로 전력 비를 대신하지 않는다.

계산과 해석

가상의 측정에서 신호가 1 V rms이고 잡음이 1 mV rms이며 두 값의 기준 임피던스가 같다면 전압 비는 1000이다. SNR은 60 dB다. 신호를 유지한 채 잡음 전압이 두 배가 되면 SNR은 약 6.02 dB 낮아진다. 신호가 두 배가 되어도 장치가 포화하면 이 단순한 계산을 적용할 수 없다.

대역을 맞춰 비교한다

잡음은 어느 주파수 범위까지 포함했는지에 따라 합계가 달라진다. 같은 신호를 측정했더라도 더 좁은 대역만 집계하면 더 높은 SNR이 나올 수 있다. 대역폭과 필터 조건이 다른 결과를 숫자만으로 서열화하지 않는다.

ADC의 이상값과 실제값

이상적인 균일 양자화 모델에서 전체 나이퀴스트 대역의 양자화 잡음을 고려하고 풀스케일 정현파를 입력하면 SNR을 약 6.02N + 1.76 dB로 계산한다. N은 비트 수다. 이 모델의 8비트 값은 약 49.92 dB지만 실제 변환기에는 추가 잡음이 있다. 왜곡까지 평가하려면 SINAD처럼 별도의 지표도 확인한다.

관련 문서

SINAD / 유효 비트 수 / 아날로그 디지털 변환기 / 양자화 (신호 처리) / 나이퀴스트 주파수 / 저역 통과 필터 / 데시벨