יחס אות לרעש

יחס אות לרעש (SNR, יאל"ר) מייצג את ההשוואה בין עוצמת האות הרצוי לעוצמת הרעש. זה אומר עד כמה האות ברור ואפשר להשתמש בו בניתוח או בתקשורת.

בהגדרה פשוטה, SNR הוא יחס בין הספק ממוצע של האות להספק ממוצע של הרעש. אפשר גם לכתוב זאת כריבוע יחס המשרעים (RMS, שורש ממוצע הריבועים), כלומר יחס בין גדלים שמייצגים את העוצמות. מדד זה נוח גם בדציבלים (dB, יחידת מדידה לוגריתמית), כשמחשבים 10·log10 של יחס ההספק או 20·log10 של יחס המשרעים.

מדידות תמיד מושפעות מרעש. רעשים יכולים להיות אלקטרוניים או חיצוניים, כמו רוח ושינויי טמפרטורה. אפשר להפחית רעש על ידי בקרה סביבתית או על ידי סינון אותות ידועי צורה. לדוגמה, מגבר נעילה (lock-in amplifier) מאפשר לבודד אות בתוך רוחב פס צר ולצמצם רעשים מחוץ לו. כאשר האות מחזורי והרעש אקראי, ממוצע של מדידות משפר את ה‑SNR: הרעש יורד בקירוב ביחס לשורש ריבועי של מספר הדגימות. בנוסף, משתמשים במגברים בעלי רעש נמוך להפחתת רעש פנימי במערכות אלקטרוניות.

בתקשורת אנלוגית SNR משמש כדי להעריך את טיב האות בנקודות לאורך שרשרת השידור, למשל במוצא המשדר, באנטנות ובגלאים. הרעשים נוצרים בתווך השידור ובכל רכיב בשרשרת.

בתקשורת דיגיטלית קיימים מדדים מקבילים שמאפיינים את איכות האות. בין מדדים אלה: Q, שמודד את ההפרש בין רמות ה־1 וה־0 יחסית לפיזור שלהן (סטיית תקן), יחס אות לרעש של קוונטיזציה (SQNR) ושיעור הסיביות השגויות (BER).

גם בגלאי אור משתמשים ב־SNR כדי לתאר כמה רעש נכנס ביחס לאות המבוקש. זה עוזר להעריך אם הגלאי מסוגל לזהות אות חלש.

יחס אות לרעש נקרא גם יאל"ר. זה אומר כמה חזק האות לעומת הרעש. רעש הוא כל דבר מפריע לאות.

SNR הוא השוואה בין העוצמה של האות לעוצמה של הרעש. דציבל (dB) היא דרך למדוד את ההפרש הזה.

מדידות מכשירים מקבלות רעש מהסביבה. אפשר להקטין רעש על ידי הבאת המכשיר לסביבה שקטה. אפשר גם לסנן את הרעש ולממוצע מדידות כדי לשפר את האות. יש מגברים מיוחדים שמפחיתים רעש פנימי.

במערכות אנלוגיות בודקים את ה־SNR כדי לדעת אם האות מגיע טוב עד הקולט.

בתקשורת דיגיטלית בודקים גם איכות בעזרת מדדים כמו Q (אומר את הבהירות בין ה־1 ל־0) ושיעור שגיאות בביטים (BER).

גם בגלאי אור בודקים SNR כדי לדעת אם אפשר לראות את האור הקטן.