อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนคืออะไร และเหตุใดจึงสำคัญ

คุณอาจเคยพบเห็นข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ในรายการ หรือแม้แต่อ่านการสนทนาเกี่ยวกับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน มักย่อเป็น SNR หรือ S/N ข้อกำหนดนี้อาจดูเหมือนคลุมเครือสำหรับผู้บริโภคทั่วไป อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการคำนวณที่อยู่เบื้องหลังอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนจะเป็นเทคนิค แต่แนวคิดนี้ไม่ใช่ และค่าสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนอาจส่งผลต่อคุณภาพเสียงโดยรวมของระบบ

อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนอธิบาย

อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนจะเปรียบเทียบระดับของกำลังสัญญาณกับระดับของกำลังเสียง ส่วนใหญ่มักแสดงเป็นหน่วยวัดของ เดซิเบล (dB). โดยทั่วไป ตัวเลขที่สูงกว่าหมายถึงข้อกำหนดที่ดีกว่า เนื่องจากมีข้อมูลที่เป็นประโยชน์ (สัญญาณ) มากกว่าข้อมูลที่ไม่ต้องการ (สัญญาณรบกวน)

ตัวอย่างเช่น เมื่อส่วนประกอบเสียงแสดงรายการอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ 100 เดซิเบล หมายความว่าระดับสัญญาณเสียงสูงกว่าระดับเสียงรบกวน 100 เดซิเบล ดังนั้นข้อกำหนดอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ 100 dB จะดีกว่าแบบที่ 70 dB หรือน้อยกว่ามาก

สำหรับภาพประกอบ สมมติว่าคุณกำลังสนทนากับเพื่อนในครัวที่มีตู้เย็นเสียงดังเป็นพิเศษ สมมติว่าตู้เย็นสร้างเสียงฮัมได้ 50 เดซิเบล ลองนึกถึงเสียงนี้ด้วย เพราะจะรักษาความเย็นไว้ในตู้เย็น ถ้าเพื่อนที่คุณคุยด้วยกำลังกระซิบที่ 30 เดซิเบล ลองพิจารณาว่านี่คือสัญญาณ คุณจะไม่ได้ยินแม้แต่คำเดียวเพราะเสียงฮัมของตู้เย็นมีผลเหนือคำพูดของเพื่อน

คุณอาจขอให้เพื่อนพูดให้ดังขึ้น แต่ถึงแม้จะอยู่ที่ 60 เดซิเบล คุณยังอาจต้องขอให้พวกเขาพูดซ้ำ การพูดที่ 90 เดซิเบลอาจดูเหมือนเป็นการตะโกน แต่อย่างน้อยคำพูดก็จะได้ยินและเข้าใจ นั่นคือแนวคิดเบื้องหลังอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน

เหตุใดอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนจึงมีความสำคัญ

คุณสามารถค้นหาข้อกำหนดสำหรับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับเสียง รวมถึงลำโพง โทรศัพท์ (ไร้สายหรืออย่างอื่น) หูฟัง ไมโครโฟน เครื่องขยายเสียง, เครื่องรับ, เครื่องเล่นแผ่นเสียง, วิทยุ, เครื่องเล่นซีดี/ดีวีดี/มีเดีย, การ์ดเสียงพีซี, สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ผู้ผลิตทุกรายที่จะทำให้ทราบค่านี้ได้โดยง่าย

เสียงรบกวนที่เกิดขึ้นจริงมักมีลักษณะเป็นเสียงฟู่สีขาวหรืออิเล็กทรอนิกส์ หรือเสียงคงที่ หรือเสียงฮัมต่ำหรือสั่น เพิ่มระดับเสียงของลำโพงจนสุดในขณะที่ไม่มีเสียงใดกำลังเล่นอยู่ ถ้าคุณได้ยินเสียงฟู่ นั่นคือเสียง ซึ่งมักเรียกกันว่า "พื้นเสียงรบกวน" เช่นเดียวกับตู้เย็นในสถานการณ์ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ พื้นเสียงนี้อยู่ที่นั่นเสมอ

ตราบใดที่สัญญาณขาเข้าแรงและอยู่เหนือระดับเสียงรบกวน เสียงก็จะรักษาคุณภาพเสียงที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นอัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ต้องการเพื่อให้ได้เสียงที่คมชัดและแม่นยำ

สิ่งที่เกี่ยวกับปริมาณ?

หากสัญญาณอ่อน คุณอาจคิดว่าคุณต้องเพิ่มระดับเสียงเพื่อเพิ่มเอาต์พุต ขออภัย การปรับระดับเสียงขึ้นและลงจะส่งผลต่อทั้งระดับเสียงและสัญญาณ เพลงอาจดังขึ้น แต่เสียงข้างเคียงก็จะดังขึ้น คุณจะต้องเพิ่มเฉพาะความแรงของสัญญาณของแหล่งที่มาเพื่อให้ได้ผลตามที่ต้องการ อุปกรณ์บางอย่างมีส่วนประกอบของฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน

น่าเสียดายที่ส่วนประกอบทั้งหมด แม้แต่สายเคเบิล ก็เพิ่มระดับสัญญาณรบกวนให้กับสัญญาณเสียง ส่วนประกอบที่ดีที่สุดได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาระดับเสียงรบกวนให้ต่ำที่สุดเพื่อเพิ่มอัตราส่วนให้สูงสุด อุปกรณ์แอนะล็อก เช่น แอมพลิฟายเออร์และเครื่องเล่นแผ่นเสียง โดยทั่วไปมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ต่ำกว่าอุปกรณ์ดิจิตอล

ข้อควรพิจารณาอื่น ๆ

เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การหลีกเลี่ยงผลิตภัณฑ์ที่มีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ต่ำมาก อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนไม่ควรใช้เป็นข้อกำหนดเดียวในการวัดคุณภาพเสียงของส่วนประกอบ การตอบสนองความถี่และ การบิดเบือนฮาร์มอนิกยกตัวอย่างควรพิจารณาด้วย