¿Qué Es El SNR?: Ejemplo

El SNR es un parámetro que tienen diferentes dispositivos de audio, para indicar la relación entre el sonido y el ruido que hay en la señal transmitida, este parámetro se utiliza para elegir propiamente qué dispositivo de audio es mejor utilizar.

Con el mismo se puede indicar que nivel de ruido puede tener un dispositivo, con lo cual el dispositivo de audio que mejor se ubica es el que tiene menor nivel de dicho ruido.

¿Qué es el SNR?

El SNR o relación señal-ruido (Signal to Noise Ratio por sus siglas en inglés), representa la relación entre la potencia de la señal transmitida y el ruido que corrompe a dicha señal, es decir, que solo se indica para dispositivos emisores.

También se puede decir que la relación señal-ruido es la separación que existe entre la señal que se transmite y el ruido que impide que la misma pueda ser transmitida correctamente, dicha separación se mide en decibelios (dB).

La relación señal-ruido no representa la división entre la señal transmitida y el ruido que daña dicha señal sino más bien es la resta entre estas dos señales, es decir, se mide la señal transmitida y se le resta el ruido que pueda dañar dicha señal.

Otra acepción posible para hacer referencia al SNR es el rango dinámico, sin embargo, esto es solo en casos para indicar la separación existente entre la señal y el ruido tal y como se dijo anteriormente, sin embargo en los casos en los que se refiere al rango dinámico como la distancia entre el nivel de pico y el ruido de fondo la anterior acepción no es válida.

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Niveles de ruido aceptables

Entre los diferentes niveles de SNR tenemos los siguientes.

Está el nivel entre 10 dB y 15 dB que indicaría un dispositivo con un SNR no recomendado, sin embargo también está el nivel entre 15 dB y 25 dB con el cual se puede lograr una mayor obtención de la señal transmitida pero de forma deficiente.

Por el contrario, un nivel de SNR que esté entre 25 dB y 40 dB es considerado aceptable y sobre el cual se puede establecer que la señal transmitida se envía de forma eficaz, además de esto también es importante mencionar que los niveles que estén por encima de los 40 dB son consideramos de óptima calidad.

De esta manera, si la calidad de un dispositivo de audio está entre los 25 dB en adelante dicho dispositivo puede ser considerado apto para una buena transmisión de sonido, como dispositivo emisor.

Normalmente el SNR o la relación señal ruido está indicada en la placa técnica del dispositivo de audio, con la misma se puede hacer una idea de la fiabilidad del dispositivo, sin embargo es importante considerar que no siempre en la placa está la relación señal-ruido, a veces es posible encontrar al rango dinámico para hacer referencia a la distancia entre el nivel de pico y el ruido de fondo.

A la relación señal-ruido, SNR, rango dinámico o margen dinámico, la debe acompañar un nivel de referencia apropiado y una curva de ponderación para que pueda ser considerado como la brecha en decibelios que separa la señal transmitida que es enviada por el dispositivo emisor del ruido que la corrompe a la misma.

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Ejemplo

Imaginémonos un magnetófono que es un aparato para la grabación y reproducción magnética. 

En este caso los valores que se pueden encontrar en la placa de sus especificaciones son:

50 dB, CIR 468-3 (ref. 1kHz, 320 nWb/m^-1)

Como se puede notar en este caso, sí se puede decir que se está tratando con el SNR o la relación señal-ruido, debido a que el magnetófono anterior indica que la referencia es de 1kHz y que la curva de ponderación es CIR 468-3.

Esto quiere decir que no solo los 50 dB son suficientes para indicar que la especificación técnica en el dispositivo se refiere al SNR o brecha existente entre la potencia de la señal transmitida y la potencia del ruido que la corrompe.

Por el contrario los dos valores, tanto la curva de ponderación como el nivel de referencia deben ser indicados en las especificaciones técnicas del dispositivo para que el valor que se muestra en dB sea propiamente la relación señal-ruido.

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Para el magnetófono que se está tratando en este ejemplo, aparece en la especificación técnica el valor 320 nWb/m^-1 que hace referencia al nivel magnético en que se grabó la cinta.

En caso de querer hacer la comparativa para ver cuál dispositivo de audio es mejor, se utiliza la respuesta en frecuencia de ambos dispositivos, sin embargo para que puedan ser comparados correctamente, ambos (los dispositivos que se comparan) son sometidos a la mismas condiciones.

Es decir, que la comparación solo aplica única y exclusivamente entre dispositivos en los cuales su respuesta en frecuencia fue aplicada bajo el mismo nivel de referencia y la misma curva de ponderación.

En ese caso, se tendrán las diferentes relaciones señal/ruido de cada dispositivo correctamente para poder elegir qué dispositivo de audio es mejor utilizar.

¿Cómo influye el factor de ruido en el SNR?

El factor de ruido es un parámetro muy importante a considerar en los casos que aplican a dispositivos de audio y más si estamos hablando de qué es el SNR, ya que el mismo relaciona el ruido con la señal, entonces este factor es muy importante para determinar la influencia del ruido en los dispositivos de audio.

La señal cuando se transmite en algunos casos es necesario amplificarla, en estos casos la misma al ser amplificada por dicho aparato (amplificador) se le añade un ruido que tiene como consecuencia el factor de ruido en la señal, dicho ruido añadido propiamente por el amplificador.

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En estos casos es importante conocer cuál es el factor de ruido de por ejemplo este amplificador ya que de esta manera se puede hacer una idea de que cantidad de ruido corromperá la señal, en este caso a causa del amplificador.

De esta manera se le añade entonces el factor de ruido el cual puede ser obtenido de la siguiente manera.

Primero se mide la relación señal-ruido en la entrada del amplificador y luego se mide la relación señal ruido en la salida del amplificador y luego se dividen, así mismo se obtiene el factor de ruido.

Un ejemplo matemático de lo dicho anteriormente sería:

F = ((S/R) ent)/ ((S/R) sal) : Factor de ruido                                 (ecuación 1-1)

En el numerador tenemos a la relación señal-ruido en la entrada y en el denominador a la relación señal-ruido en la salida, ambas en los dos extremos del amplificador.

Ahora es importante mencionar que tanto el factor de ruido como el SNR o relación señal-ruido son expresados en decibelios, para lo cual se debe aplicar logaritmo a ambos lados de la ecuación anteriormente expresada.

Es decir, que se tiene:

10 log F = 10 log ((S/R) ent) - 10 log ((S/R) sal)

Lo anterior es realmente el Factor en decibelios del dispositivo amplificador, el cual queda expresado como la resta entre el logaritmo del SNR de entrada y el SNR de salida.

No solo es posible expresar al factor de ruido como la resta logarítmica entre sus señales, sino que también, además de eso, es posible expresarla como una función de la curva de ponderación.

Es cierto que el ruido siempre estará presente porque es un factor externo que se escapa de los dispositivos electrónicos y por el cual viaja el mismo, por ejemplo cuando se transmite una señal a través del aire.

En esos casos es notable que existirá un ruido que corromperá la señal, sin embargo gracias al factor de ruido se puede eliminar el posible ruido que los aparatos electrónicos puedan añadir a la señal.

Ya que de esa forma se puede controlar la intensidad del ruido que podría corromper la señal en sistemas de transmisión, propiamente en dispositivos emisores.

Aplicaciones del SNR

La relación señal ruido también tiene sus aplicaciones en campos como el de la química, en el mismo una muestra química emite una señal, esta señal se produce a través de un instrumento que se utiliza para medir la calidad del mismo.

Para poder medir la calidad de dicho instrumento, se mide la señal emitida por el instrumento con un componente específico y luego se mide la señal emitida del mismo instrumento sin el componente.

El componente que hace que la señal producida por la muestra sea tres veces mayor a la señal producida por la misma muestra mediante el mismo instrumento, es el que marca la relación señal-ruido de dicho instrumento.

Conclusión

El SNR representa la relación existente entre la señal y el ruido de un dispositivo de audio, más propiamente la brecha o separación entre la señal transmitida por un dispositivo emisor o un equipo de transmisión y el ruido que puede corromper dicha señal.

La señal transmitida siempre tendrá un ruido asociado por lo que siempre existirá un nivel en decibeles específicos con el que se pueda determinar dicha separación.

La relación señal-ruido debe venir indicada con su respectivo nivel de referencia y curva de ponderación en la placa del dispositivo para que se pueda considerar como el SNR.