訊噪比計算器

依訊號與雜訊的量測值,計算訊噪比的分貝值及功率比。

訊噪比
選擇數值代表功率或振幅,再輸入正的量測值。

關於訊噪比

訊噪比簡稱 SNR,用來比較有效資訊的強度與不需要的背景雜訊。訊噪比越大,目標訊號越占優勢;數值越小,雜訊越明顯。工程師使用它描述錄音、無線電鏈路、感測器、影像、通訊通道、量測系統與資料轉換器。由於有效訊號位準的變動範圍非常大,訊噪比通常同時以分貝和一般比值表示。 對功率量測而言,線性比值等於訊號功率除以雜訊功率。分貝值是該比值的常用對數乘以十。對於在相同阻抗下量測的電壓、電流或聲壓等振幅量,分貝公式使用訊號振幅與雜訊振幅之比的常用對數乘以二十。振幅比的平方就是等效功率比,因此在量測條件一致時,兩種方式會得到相同的分貝結果。 務必選擇符合數值的輸入類型。瓦特與功率頻譜密度屬於功率量。只有訊號與雜訊對應相同阻抗及相容頻寬時,電壓才能視為振幅量。混用峰值、均方根值與平均值可能使比較失去效力。雜訊也必須在明確的頻寬內量測,因為寬頻雜訊功率通常會隨量測頻寬增加。因此,即使來源不變,濾波也可能改變訊噪比。 零分貝的訊噪比表示訊號功率與雜訊功率相等。正分貝表示訊號功率較大,負分貝表示雜訊功率較大。增加 10 dB 代表功率比變為十倍,增加 20 dB 代表功率比變為一百倍。數值是否可接受取決於應用情境。在不適合精密儀器或高解析音訊的條件下,語音仍可能清楚可辨。 本計算器假設輸入為正的純量位準,並同時提供分貝與等效功率比。它不會從時間序列估計雜訊、分離失真與隨機雜訊,也不考慮加權曲線。實驗室工作應隨結果記錄檢波器類型、平均方法、阻抗、頻率加權及頻寬。數位系統還應區分訊噪比與包含諧波失真的訊噪失真比。採用一致的量測條件時,本計算器可提供快速且透明的品質比較。

訊噪比範例

功率與振幅輸入使用不同的對數乘數,但可以描述相同結果。

訊號與雜訊訊噪比意義
功率:訊號 100 W,雜訊 1 W20 dB, 100:1訊號功率是雜訊功率的一百倍
振幅:訊號 10 V,雜訊 1 V20 dB, 100:1假設阻抗相同
功率:訊號 2 mW,雜訊 4 mW-3.0103 dB, 0.5:1雜訊功率大於訊號功率

如何計算訊噪比

  1. 功率量測選擇「功率」;電壓、電流或聲壓位準選擇「振幅」。
  2. 使用一致的單位輸入有效訊號值。
  3. 使用相同單位與量測基準輸入雜訊值。
  4. 選取「計算訊噪比」,查看分貝值及等效功率比。

常見問題

訊噪比越高代表什麼?

訊噪比越高,表示有效訊號相對背景雜訊越強,通常代表量測或通訊通道更乾淨。

為何區分功率與振幅模式?

功率比使用對數的十倍,振幅比使用對數的二十倍。振幅關係的前提是訊號與雜訊的阻抗相同。

訊噪比可以是負值嗎?

可以。分貝訊噪比為負表示雜訊功率大於訊號功率,但某些系統仍能透過處理還原資訊。

20 dB 等於比值 20 嗎?

不是。二十分貝代表 100 比 1 的功率比,或在相同阻抗下 10 比 1 的振幅比。

量測頻寬重要嗎?

重要。積分雜訊功率通常隨頻寬增加,因此兩個訊噪比應採用可比較的頻寬與濾波條件,才有比較意義。