¿Por qué los Decibelios se utiliza para medir la Relación Señal a Ruido?

Question

Acabamos de empezar un curso de comunicación en la universidad y nos topamos con relación SN. La siguiente es una ambigüedad estoy mirando que mi profesor es incapaz de resolver:

Relación señal a Ruido es la relación de potencia de señal a la potencia de ruido. Con frecuencia se expresa en decibelios. Pero es una relación de dos cantidades similares, por lo que no debe tener una unidad a la derecha? Entonces, ¿por qué utilizamos decibelios?

Si alguien podría contestar a esta pregunta o proporcionar enlaces a recursos que solucionarlo, le estaría muy agradecido.

PS: he intentado con Google y Wikipedia, pero no pude encontrar nada relacionado específicamente con este.

Answer 1

Para expresar una relación en dB, la relación debe ser la unidad de-menos, ya que el logaritmo de la relación debe ser tomado, así que no estoy seguro de entender por qué usted está perplejo que utilizamos dB.

dB es a menudo utilizado para expresar la unidad de-menos proporciones, precisamente a causa de las propiedades de logaritmo.

Por ejemplo, la multiplicación se convierte en adición, la división se hace la resta.

También, ya que la señal de mi ser varios órdenes de magnitud mayor que el ruido, es más conveniente expresar la SNR como, por ejemplo, 50dB más de 100.000.

Estoy perplejo porque, como usted dijo SNR es una unidad menor proporción, pero en el mismo tiempo expresamos en dB... Si la razón y su logaritmo a ambos no tiene una unidad, ¿cuál es entonces la base de datos? ".

La frase "el SNR es de 50dB" es el equivalente a 10 veces el logaritmo de la proporción de la señal de potencia a potencia de ruido es igual a 50."

El dB no es una dimensionful unidad como una unidad de longitud o de tiempo, es una dimensión de la unidad.

El número x es un puro número así como el número de \$y = 10 \log(x) \$ es, sin embargo, podríamos decir que el "y es solo x expresada en dB".

Answer 2

Decibelios no es una "unidad" en el sentido de metro, Netwons, segundos, etc. Es como por ciento, docena, partes por millón, y el como. Todas esas son formas de expresar los números adimensionales. Decibelios pasa a ser una manera de expresar los valores en una escala logarítmica, pero eso no cambia el hecho de que no hay nada de malo con tener varias "unidades" para adimensional cantidades.

Answer 3

Del mismo modo, radianes no debe tener una unidad, pero todavía están expresados como rad para mayor claridad.

Más específicamente, el SNR se mide en dB, porque en dB son convenientes para la situación. dBs son conveniente para la situación, como las diferencias de la señal y el ruido puede tener un gran rango dinámico, es decir, a ser pequeñas o muy grandes.

Así que la SNR de 100000V señal con 1V ruido es de 100000. Tomamos el logaritmo de ese número y llegar a 10*log(100000) = 50dB. Una mucho mejor número.

O alguna de esas.

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Resumiendo la discusión en los comentarios, las cantidades pueden ser

• radio sin unidades
• las unidades, que tienen significado físico (por ejemplo, metros)
• o representar las unidades, el no representan a la naturaleza física de los fenómenos, sino que describen la manera que tenemos de medir matemáticamente (por ejemplo, radianes, logaritmos, etc).

Ha sido la pretensión de que la adición de cantidades, expresadas en diferentes unidades es siempre de sentido. Este es el mismo como lo he pensado, pero puede ser que me de una simplificación para los jóvenes estudiantes, acaba de entrar en el campo. En mi humilde opinión supercat o kriss debe preguntar a este tema como un independiente (excelente!) pregunta.

Answer 4

Decibelios son a veces más conveniente "unidad" para trabajar con.

La misma pregunta se aplica a la ganancia de voltaje de un op-amp - la tendencia es a que el estado de lazo abierto de la ganancia en decibelios. Ídem de circuito cerrado de ganancia.

Mismo con filtros de paso bajo filtros(por ejemplo) tienen una "ganancia" de la reducción con un aumento en la frecuencia y esto se expresa generalmente como "muchos" dB por octava década.

Un montón de cosas que se expresan en decibelios.

EDITAR

El decibelio no es una unidad como watts, ohmios, voltios o amperios. Es un recordatorio de que el número anterior se deriva de una cierta manera. Un ejemplo diferente es la notación científica tales como el número de 5000 puede ser expresado como 5E3 - esto no significa que el E3 es una unidad de cualquier tipo.

Mismo se aplica a la "k" en 10k\$\Omega\$ de resistencia "k" no es parte de la unidad. Se nos dice que el número de ohmios es de 10 x 1000.

Answer 5

Como claramente se indicó, los decibelios se utiliza para cuantificar la relación entre dos señales. Ellos son relativas, no absolutas. Decir que un transmisor ha de 1dB de salida no tiene sentido. Por lo tanto, se debe hacer referencia a alguna otra unidad. Por ejemplo, 1dBm es de 1 db con respecto a 1 miliwatt.

En el caso de la Señal de Ruido, dB es la única cosa que tiene sentido usar. Normalmente, una señal en RF o de otras aplicaciones será mucho sobre el ruido, cientos de miles o millones de veces más fuerte. En ese caso es más fácil y más corto para escribir que es de 60 db por encima en lugar de 1000000 ya que un error podría hacerse fácilmente.