Mi a jel-zaj arány, és miért számít?

A legtöbb ember megérti az erősítő teljesítményspecifikációinak fontosságát. A legtöbb esetben jó dolog a nagyobb teljesítmény, vagyis amíg el nem éri a használt hangsugárzók hő- vagy felfüggesztési határát. Az egyik olyan specifikáció, amely szintén nagyon fontos a mobil elektronikai erősítőknél, processzoroknál vagy forrásegységeknél, a jel-zaj arány. Ebben a cikkben elmagyarázzuk, mik az S/N arányszámok, és miért fontosak.

Minden zaj, mindig!

Csak úgy történik, hogy amikor jelet vezet át bármilyen eszközön – például vezetéken, ellenálláson, kondenzátoron, induktoron , tranzisztor vagy bármi más, ami eszedbe jut – egy kis zaj hozzáadódik a jelhez. Sokféle zaj létezik. Az eszközön áthaladó elektronok véletlenszerű mozgása termikus zajt okoz. A magasabb hőmérséklet több zajt eredményez. Egy másik gyakori zaj a Shot Noise. A két anyag közötti akadályon vagy résen áthaladó elektronok érkezési idejének különbsége lövészajt okoz. Az olyan eszközök, mint a tranzisztorok és a diódák, amelyek belsejében különböző anyagrétegek vannak, a lövészaj gyakori forrásai. Sokféle zaj létezik még.

Elképzelhető, hogy ezen eszközök bármelyike ​​által keltett zaj elenyésző. Ha összead egy csomó alkatrészből származó zajt, majd felerősíti a kapott jelet, az áramkör kimenetében lévő zaj mértéke drámaian megnő.

Zaj a forrásegységekben, a jelfeldolgozó egységekben és az erősítőkben fordul elő. Miután zajt ad a jellánchoz, gyakorlatilag lehetetlen eltávolítani.

A zaj hangja

A zaj hallásának egyszerű módja, ha egy fejhallgatót csatlakoztat a laptophoz, és felteszi a hangerőt. meglehetősen magas. Sziszegést fog hallani a fejhallgatón keresztül. Ez a zaj. (Megjegyzés:Kérjük, legyen óvatos, azt szeretnénk, hogy életre szóló audio rajongó legyen. Vegye le a fejhallgatót, mielőtt a számítógép hangot adna le, és halláskárosodást okozhat.)

Hogyan mérjük a zajt

Van néhány módszer az elektronikus alkatrészek által keltett zaj számszerűsítésére. Az egyik módszer az, hogy egyszerűen megadjuk a zajt az eszköz kimenetén abszolút értékben. A mérés lehet voltban vagy wattban, és számszerűsíti a zajjel amplitúdóját. Ezt azonban nem fogja használni az audiokomponensek leírására.

A termék által a jelhez hozzáadott zaj számszerűsítésének legáltalánosabb módszere a zajszint és az eszközből kilépő hangjel összehasonlítása. Mivel ezek között a szintek különbsége meglehetősen nagy lehet, a jelszint és a zajszint arányát a decibel (dB) skála segítségével határozzuk meg. A decibel skála logaritmikus. Mint ilyen, 6 dB eltérés az amplitúdóarány megduplázódását jelenti, 20 dB az amplitúdó tízszerese, 40 dB a 100-szorosa, 60 dB az 1000-szerese, 80 dB pedig 10 000-szere és így tovább.

Nézzünk egy közepes minőségű erősítőt – semmi félelmetes, semmi katasztrofális. Látjuk, hogy ennek a kitalált erősítőnek az S/N aránya -82,3 dB 1 watt teljesítményre vonatkoztatva 4 ohmos terhelésre. Az mit jelent? Nos, először is tudjuk, hogy 1 watt teljesítmény előállításához egy 4 ohmos hangszóróban 2 voltos RMS jelre van szükségünk az erősítőből. Zajszintünk 82,3 dB-lel halkabb, mint 2 volt. Egy online számológép segítségével ez azt jelenti, hogy az erősítő által keltett zaj 0,00006918309709189363-szor kisebb, mint 2 volt, tehát körülbelül 0,000138 volt. Még egy kis matematika, és ez 4,785 nanowattnak bizonyul.

Dehogy. Ez nem túl nagy zaj. És a legtöbb esetben valószínűleg nem is hallja.

Mi van, ha keményen dolgozunk, és találunk egy átlag alatti erősítőt? Valami 70 dB körüli S/N specifikációval? Ha ezt a matematikát a 2 voltos névleges teljesítményünkre alkalmazzuk, 99,99 nanowatt zajszintet kapunk. Igen, ez SOKKAL több watt az előző példához képest.

A titokzatos jel-zaj arány tisztázása

Ha egy több mint 10 évvel ezelőtti erősítő specifikációt néz meg, vagy olyan számot lát, amely abnormálisan magas, akkor előfordulhat, hogy a zajszintet az erősítő maximális kimeneti képessége alapján értékelik összehasonlító tényezőként. Ha egy erősítő zajkimeneti szintjét 1 watton 85 dB-re mérjük, akkor az erősítő teljesítményét 10 wattra növeljük, feltéve, hogy nem ad további zajt, akkor az S/N arány -95 dB lesz. Ha az erősítő 100 wattot képes leadni több zaj nélkül, akkor az arány -105 dB. Több száz amper létezik, amelyek 1000 wattot képesek leadni – így a zajviszony mérése most -115 dB lenne. Ha számokat nyomtatunk díszdobozba, prospektusba vagy közzétesszük őket egy webhelyen, akkor azt mondhatjuk, hogy az S/N arány -115 dB, az biztos, hogy vonzóbbnak tűnik, mint a -85 dB.

A CEA-2006 specifikáció szabványos irányelveket hozott létre az S/N arány zajméréséhez. A specifikáció előírja, hogy mérjük az S/N arányt 1 watt teljesítményhez képest 4 ohmos terhelésnél. Kidolgozás alatt van egy új specifikáció, amely segít számszerűsíteni az erősítő érzékenységének beállítását a mérési folyamat során. Ahogy ül, minél alacsonyabb az erősítő beállítása, annál jobb lesz az S/N arány mérése. Szeretné ezt megerősíteni? Ha legközelebb erősítőt szerel be, kapcsolja be a rendszert úgy, hogy nincs jel csatlakoztatva az erősítőhöz, és hallgassa a hangszórókat. Ezután fordítsa fel teljesen az erősítő erősítését. Hallani fogja a zajszint növekedését. Kérjük, kapcsolja vissza az erősítést, és kapcsolja ki a rendszert, mielőtt folytatná.

Miért fontos a zaj hiánya?

Hogyan tudjuk számszerűsíteni azt a vágyat, hogy ne adjunk zajt a jelünkhöz? Íme egy egyszerű analógia. Ha az elmúlt években vásárolt tévét, valószínűleg hallotta a „feketébb feketék” kifejezést. A „feketébb feketék” arra utal, hogy a képernyő milyen sötét lesz, ha nincs jel. A feketébb jobb. Ha az audiorendszerére gondol, a „negatívabb” S/N arány azt jelenti, hogy a zaj halkabb, mint az audiojel. Nem akarunk zajt hallgatni. A -90 dB jobb, mint a -80 dB. Menj rá? Törölni?

Nagyon sok szempontot kell mérlegelni, amikor bármilyen autós audioterméket választasz. A teljesítményszintek, a hatásfok, a torzítási jellemzők, a jellemzők és a funkciók mind fontos szerepet játszanak. Az S/N aránymérés jelentésének megértése nagyon fontos. Nem akarunk semmilyen torzítást vagy zajt hozzáadni a zenénkhoz, de a fizika törvényei megtagadják tőlünk ezt a luxust. Tegyen meg mindent, hogy olyan termékeket válasszon, amelyek a gondos tervezés és a belső alkatrészek megválasztása révén minimalizálják ezeket a negatív hatásokat. A helyi mobil elektronikai szakértő segíthet néhány csodálatos berendezés felé irányítani. Jelentkezzen be, és nézze meg az újdonságokat.