[SPACUM 0]

все подобные измерения в большой степени условны.

еще раз повторяю Я не измеряю SNR а измеряю напряжение шумов при большом сигнале. Вполне определенный параметр. ТК сигнал определен и шумы мой прибор отделяет, то почему-бы и не разделить их и не взять логарифм если ivan этого хочет. Если он пришлет выборку из 2048 сэмплов Я с удовольствием определю SNR и объясню как получил.

Я думаю параметр соответствует определению SNR,

[AlikM 0]

еще раз повторяю Я не измеряю SNR а измеряю напряжение шумов при большом сигнале. Вполне определенный параметр.

В предыдущем посте Вы приводите пример расчета SNR исходя из того что мощность шума распределена между бинами БПФ равномерно (2 мкв). К сожалению, это не всегда так. Если на входе АЦП была пусть идеальная синусоида и ее энергия сосредоточена в очень узкой области частот, то после АЦП пик расплывется, появятся убывающий пьедестал и интермодуляционные компоненты (ну и само собой шумы квантования). Т.е. появляются фазовые шумы из-за нелинейности аналого-цифрового преобразования. Такой шум не имеет равномерного распределения по полосе. В радиотехнике обычно измеряют уровень шума на определенных растройках от первоначального тона (1 кГц, 10 кГц, 100 кГц) в полосе 1Гц и потом пересчитывают для требуемой полосы.

И с учетом этого, у меня вопрос, как Вы определили в примере, что уровень шума -120 дБ, взяли разницу между уровнем тона на частоте сигнала и неким средним уровнем шума или между максимальным пиком шума.

 

PS. И если понимать под понятием SNR отношение мощности полезного синала к мощности всего шума сосредоточенного в полосе сигнала, то синусоида для измерения SNR не подходит. Правильнее будет использовать генератор шума. Более подробно о шумах АЦП можно прочитать, например, здесь EK2008_02_080_85.pdf

[SPACUM 0]

пик расплывется, появятся убывающий пьедестал и интермодуляционные компоненты (ну и само собой шумы квантования).

Еще Я упомянул низкочастотные шумы и наводки.

По-моему автор ветки удовлетворен грубой и простой оценкой шумов по видимому логарифмическому спектру.

Я попросил прислать выборку именно для оценки этого пьедестала и прочих особенностей спектра шумов, но он этого не сделал.

 

Применяю описанный метод для точной оценки уровня шумов при типичной форме и типичном уровне входного сигнала. У Меня это синусоида

или несколько синусоид и остального по мелочи. Чисто шумового сигнала на входе не бывает.

 

Если Вы знаете как оценить интермодуляционные компоненты или нелинейность или низкочастотные шумы при большом шумовом сигнале, то Я не знаю.

 

Прибор имеет большой цветной экран 640х480 и может показывать логарифмический спектр в диапазоне 0...-150дБ шумы очень хорошо видны со всеми особенностями.

 

Автор ветки задал задачу: Подать какой-нибудь сигнал, получить уровень шума и оценить их отношение (SNR). Я предложил решение для сигнала в виде синусоиды.

 

[взяли разницу между уровнем тона на частоте сигнала и неким средним уровнем шума или между максимальным пиком шума]

 

 

Как Я сказал без учета особенностей(низкочастотный шум, наводки и "пьедестал") шум выглядит чисто белым грубо около -120дБ(2мкВ/бин). Это приведено только для

понимания и оценки на-глазок. Разумеется надо учитывать всё. И НЕ ДЛЯ МОЕГО ПРИБОРА СО СНЯТЫМ ЭКРАНОМ.

Изменено 7 августа, 2010 пользователем SPACUM

[SPACUM 0]

определенных растройках от первоначального тона (1 кГц, 10 кГц, 100 кГц) в полосе 1Гц и потом пересчитывают для требуемой полосы.

Спектр приведен для понимания и грубой оценки. После вычитания Мы имеем шум в чистом виде и легко получаем точное значение его СКЗ.

 

Зачем расстройки 10 кГц и 100 кГц в звуковом диапазоне?

[AlikM 0]

По-моему автор ветки удовлетворен грубой и простой оценкой шумов по видимому логарифмическому спектру.

Я попросил прислать выборку именно для оценки этого пьедестала и прочих особенностей спектра шумов, но он этого не сделал.

 

Если Вы знаете как оценить интермодуляционные компоненты или нелинейность или низкочастотные шумы при большом шумовом сигнале, то Я не знаю.

 

B) Да, пожалуй мы уже полезли в дебри.

Как оценить интермодуляционные компоненты или нелинейность при подаче на вход "белого" шума я не знаю. Обычно я это делаю подачей на вход двухтонального сигнала.

[SPACUM 0]

Обычно я это делаю подачей на вход двухтонального сигнала.

Абсолютно верно, а для определения просто шума достаточно и одного тона. Мне хотелось только оценить "пьедестал" о котором Вы упомянули и нелинейные искажения. Чистая отсебятина без заказа, просто чтобы знать и учитывать. И какой уровень обещать можно.

[ivan219 0]

Извиняюсь за долгое отсутствие.

 

Тогда ivan129 желает измерить фазовые шумы, т.е. то насколько полученная синусоида отличается от идеальной.

Я новерное не совсем понемаю во всём этом. Мне козалось что величина С/Ш после преобразования (АЦП) это чистый сигнал на весь какой только может быть шум из за (АЦП).

 

По-моему автор ветки удовлетворен грубой и простой оценкой шумов по видимому логарифмическому спектру.

Я попросил прислать выборку именно для оценки этого пьедестала и прочих особенностей спектра шумов, но он этого не сделал.

Нет я ещё так и не понял как правильнее посчитать С/Ш вносимы АЦП после оцифровки.

А прислать выборки от одной ЗК неимеет смысла так как алгоритм будет работать на разных ЗК так что вы может снять со своей ЗК.

 

И ещё одно моё предположение. Вот если мы с помощью БПФ размером N = 512 посчитаем шум квантования без сигнала и зделаем среднее алгебраическое значение пусть оно будет на уровне 100дБ но зная что БПФ усредняет и кабы опускает шумовую полосу на уровень 10*Log(N/2) = 24.08дБ мы потом вычтим 100дБ - 24.08дБ = 75.92дБ. Являютсяли эти 75.92дБ средним уровнем шума квантования???

[SPACUM 0]

Являются ли эти 75.92дБ средним уровнем шума квантования???

1. Для определения уровня шума без сигнала не нужно делать БПФ, достаточно определить среднее значение вычесть

его из сигнала и определить среднеквадратичное значение. В случае БПФ Вы откидываете нулевую гармонику,

следовательно значения должны совпадать.(Не среднее алгебраическое, а среднеквадратичное!)

2. Если взять идеальный АЦП, не подать никакого сигнала, то на выходе будут одинаковые значения без всякого шума.

3. Шумом квантования называют шум из-за неточной оценки каждого сэмпла идеальным АЦП ПРИ НАЛИЧИИ СИГНАЛА.

Его величина равна 1/2 младшего разряда. Спектр для оценки следует предположить равномерным.

4. Вы хотите оценить шум оцифровки. В самом идеальном случае он равен шуму квантования и не может быть ниже.

5. Для различных АЦП приводятся значения шума при отсутствии сигнала и отдельно при наличии сигнала.

Эти величины не совпадают, особенно для сигма-дельта АЦП. Поэтому Вы получите один шум при отсутствии сигнала

и значительно больший при наличии сигнала.

Если точно попасть сигналом в одну из частот Фурье (Как это сделано в описании многих АЦП), то

остальные компоненты и есть шум при наличии сигнала. При хорошем отношении сигнала к шуму и не слишком дорогом

генераторе это сделать очень трудно, поэтому Я предложил свою методику.

6. Если есть вопросы пишите лично.

Изменено 9 августа, 2010 пользователем SPACUM

[ivan219 0]

1. Для определения уровня шума без сигнала не нужно делать БПФ, достаточно определить среднее значение вычесть

его из сигнала и определить среднеквадратичное значение. В случае БПФ Вы откидываете нулевую гармонику,

следовательно значения должны совпадать.(Не среднее алгебраическое, а среднеквадратичное!)

Т.е. просто возвести каждый отсчёт (гармонику) за исключением пост. состовляющей в квадрат и поделить на их количество?

 

А вот если я искуственно хочу зашумить сигнал т.е. с эмулировать какое то соотношение С/Ш. То посчитать соотношение С/Ш я смогу поделив среднее значение на средне квадратичное отклонение??? И это будет реальное соотношение С/Ш???

Изменено 14 августа, 2010 пользователем ivan219

[V_G 11]

Т.е. просто возвести каждый отсчёт (гармонику) за исключением пост. состовляющей в квадрат и поделить на их количество?

Похоже, вы путаете отсчеты во временной области и частотные составляющие (гармоники по-вашему) - в частотной. Сама частотная область вычисляется с помощью БПФ.

А пост. составляющая - это либо среднее арифметическое всех отсчетов во временной области, либо первая (в смысле нулевая) составляющая - в частотной .

 

[SPACUM 0]

Т.е. просто возвести каждый отсчёт (гармонику) за исключением пост. состовляющей в квадрат и поделить на их количество?

1.Надо выделить сигнал и определить его среднеквадратичное значение, для синусоиды это ~.707 от амплитуды.

2.Для определения шума надо вычесть из всего грязного сигнала + шум определенный нами сигнал по точкам временной выборки.

3.Для определения среднеквадратичного значения шума(или сигнала если он не синусоида) нужно каждый отсчет возвести в квадрат, просуммировать , разделить на количество отсчетов и извлечь квадратный корень.

4.Если у Вас уже получен спектр, то нужно определить среднеквадратичное значение каждого компонента(~.707 от амплитуды) возвести их в квадрат, просуммировать и

извлечь квадратный корень.(Постоянную составляющую обычно не учитывают)

5.Для грубой оценки Я не делил, а умножал на корень из количества гармоник белого шума. Если это Вас смущает - используйте точные формулы.

[ivan219 0]

Так спасибо за разяснения вроде что то начал понимат. Сложновата нет конкретной точки что 2 + 2 = 4. Но да ладно буду дальше ковырятся может что и упустил из виду или просто у страха глаза велики :)

 

Меня интересует последний вопрос по поводу шума отображоного с помощью FFT зная что БПФ усредняет и кабы опускает шумовую полосу на уровень 10*Log(N/2) мы можем эту полосу преподнять на это же значение и пусть не очень точно так для общего представления отобразить её как "истиную" в кавычках? Или это будет слишком грубое отображение?

Изменено 17 сентября, 2010 пользователем ivan219

[ivan219 0]

Все-таки немного разобрался с соотношением сигнал / шум относительно АЦП. Скажем, есть АЦП 16 бит у него два младших бита, забиты шумом, так что реально работают только 14 бит SNR = 6.02 * N + 1.76 = 86.04 дБ. Максимальное значение сигнала, которую мы можем получить на этом АЦП равно -32768 0 32767 считаем энергию шума за 1 с. Также посчитаем мощность чистого сигнала амплитудой 32768 с целым периодом в 1 с, после чего поделим мощность сигнала на мощность шума если шум, нормально распределённый то получится именно SNR!!! Т.е. отношение максимально возможного сигнала к шуму квантования АЦП. Осталось разобраться и понять ещё и с шумом в самом сигнале.

 

с помощью FFT зная что БПФ усредняет и кабы опускает шумовую полосу на уровень 10*Log(N/2) мы можем эту полосу преподнять на это же значение

Отношение максимально возможного сигнала к шуму квантования АЦП.

[SPACUM 0]

Или это будет слишком грубое отображение?

Измерение отношения сигнала к шуму всегда не очень точное. Повышение точности связано с значительным увеличением времени измерения. Точность +- 1 дБ многих устраивает. Если спектр ровный - точность вполне достаточная.

Существует множество факторов влияющих на шум, которые невозможно учитывать или нельзя предвидеть: температура, вибрации, электрические и магнитные поля 50 Гц, поле радиостанций... Поэтому высокая точность измерения шума - академические знания не имеющие практического значения.

Изменено 23 сентября, 2010 пользователем SPACUM

[sup-sup 0]

Измерение отношения сигнала к шуму всегда не очень точное. Повышение точности связано с значительным увеличением времени измерения. Точность +- 1 дБ многих устраивает. Если спектр ровный - точность вполне достаточная.

Существует множество факторов влияющих на шум, которые невозможно учитывать или нельзя предвидеть: температура, вибрации, электрические и магнитные поля 50 Гц, поле радиостанций... Поэтому высокая точность измерения шума - академические знания не имеющие практического значения.

мои 5 копеек.

Нужно не забыть в каком месте нас интересует отношение сигнал/шум. Это чаще всего не выход ADC, а место принятия решения. Между ними наверняка имеется обработка с фильтрацией. Так как и сигнал и шум (их смесь) проходит через один и тот же тракт обработки, это нужно учесть. Отношение сигнал шум по-моему лучше (яснее) представлять как отношение энергии порции сигнала к аналогичной по времени порции шума. Тогда будет понятнее, что при увеличении длительности порции отношение сигнал/шум обычно увеличивается. Шум квантованияв современных ADC несущественный, так как всегда (почти) можно увеличить разрядность или (и) частоту сэмплирования.