Rapporto segnale/rumore: differenze tra le versioni

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In [[telecomunicazioni]] ed [[elettronica]] il '''rapporto segnale/-rumore''', spesso abbreviato con la sigla [[lingua inglese|inglese]] '''SNR''' (''Signal to Noise Ratio'') o '''S/N''' anche nell'uso [[lingua italiana|italiano]], è una grandezza numerica che mette in relazione la potenza del [[Teoria dei segnali|segnale]] utile rispetto a quella del [[rumore (elettronica)|rumore]] in un qualsiasi sistema di acquisizione, elaborazione o [[trasmissione (telecomunicazioni)|trasmissione]] dell'[[informazione]].

== Definizione ==

Il rapporto segnale/-rumore è un numero puro, o adimensionale dato dal rapporto fra due grandezze omogenee, che esprime quanto il segnale sia più potente del rumore nel sistema considerato. È formalmente espresso dalla relazione:

:<math>SNR={P_{segnale}\over P_{rumore}} \quad \text{con}\quad 0 \leq{SNR} < {\infty} </math>

dove <math>P_{segnale}</math> è la potenza del segnale utile e <math>P_{rumore}</math> la potenza totale del rumore presente nel sistema, grandezze queste solitamente espresse in [[watt]] o [[Decibel|dB]]m.

== Applicazione e importanza ==

Può essere applicato indifferentemente a sistemi di natura ottica, elettronica, ecc. e si tratta di una grandezza fondamentale nell'ambito del trattamento dei segnali e della [[teoria dell'informazione]]. Un qualsiasi sistema che debba trasportare o trattare informazioni è infatti affetto da rumore, primo fra tutti il [[rumore termico]], che è un fattore non ideale della trasmissione ovvero del tutto indesiderato ovveroche corrompe il segnale utile spesso sommandovisi in maniera additiva: tanto maggiore è illa potenza di rumore rispetto alla potenza didel segnale utile tanto minore è la qualità della comunicazione. È logico dunque aspettarsi che l'SNR sia un parametro di qualità che si cerca o si tenda in qualche modo a massimizzare o a preservare il più possibile.

ÈEsso è dunque un parametro di merito molto importante per il [[dimensionamento]] deie [[sistemail dicorretto funzionamento del [[telecomunicazioni|sistemi di telecomunicazioni]] in quanto strettamente collegato alla capacità del sistema ricevente di rilevare il flusso informativo originario senza incorrere in alterazioni dovute a [[distorsione (fisica)|distorsione]] ed errori dovuti essenzialmente all'azione disturbante del rumore:. piùPiù basso è l'SNR, infatti, più sarà difficoltosa la decodifica del segnale ovvero più alta sarà la probabilità di errore e quindi anche il [[Bit Error Ratio|BER]] nelle [[trasmissione digitale|trasmissioni digitali]].

Nel caso di trasmissioni [[Analogicotrasmissione analogica|trasmissioni analogiche]] una diminuzione di SNR determina un deperimento graduale della qualità del segnale ricevuto (si pensi ad esempio ada una [[radio (elettronica)|radio]] FM che riceve male o ada un televisore in cui compaiono audio o video disturbati: tipici casi di SNR basso); per le trasmissioni analogiche tuttavia è l'utente finale a stabilire una soglia di fruibilità del sistema.

Nel caso di trasmissioni [[Digitaletrasmissione (informatica)digitale|numerichetrasmissioni digitali]], invece, esiste una soglia minima di SNR sotto la quale il sistema non è in grado di funzionare (si pensi alla [[DVB-S|televisione digitale satellitare]]: o si vede bene o non si vede del tutto),; l'errore di decisione/decodifica può essere tale da far decidere per un simbolo piuttosto che un altro; tuttavia grazie alle moderne tecniche di [[modulazione]] e di protezione dei dati tramite codici[[codifica di canale]] tale soglia è piuttosto bassa, al di sotto di quella che servirebbe per ottenere prestazioni analoghe su sistemi analogici.

La soglia minima di SNR è determinata dalla tecnologia dell'apparato ricevente; in fase di [[progettazione|progetto]] di un sistema di telecomunicazioni il primo obiettivo è quindi quello di far pervenire al ricevitore un SNR sufficientemente elevato.

In [[Hi-Fi|Alta Fedeltà]] il rapporto segnale/-rumore è uno dei parametri di merito fondamentali, anche se non l'unico, per la valutazione delle prestazioni di un impianto per quello che concerne la pulizia del suono prodotto, tanto che i [[Preamplificatore|preamplificatori]] di fascia alta sono realizzati in due distinti telai, uno contenente il circuito [[amplificatore]], l'altro il circuito [[alimentatore elettrico|alimentatore]].

Tale rapporto è legato inoltre alla [[velocità di trasmissione]] sul [[canale (telecomunicazioni)| canale]] tramite il Teorema di [[Claude Shannon|Shannon]]-Hartley.

Il rapporto segnale/-rumore decade con la distanza percorsa dal segnale sul canale o mezzo trasmissivo in virtù dell'[[attenuazione]] della potenza del segnale utile così che ada una certa distanza dal trasmettitore rimane solo rumore. Tale decadimento fa decadere a sua volta la velocità di trasmissione con la distanza sul canale stesso.

Esiste inoltre un parametro, il [[SINAD]], concettualmente molto simile al SNR, e che insieme al rumore include anche la distorsione generata dal circuito: esso dà una valutazione più precisa della degradazione assunta da un segnale per effetto delle non idealità delle apparecchiature che attraversa, in particolare degli [[convertitore analogico-digitale|ADC]] e dei [[convertitore digitale-analogico|DAC]], che possono in alcuni casi essere parecchio distorcenti.

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In molti sistemi elettronici e di telecomunicazioni per ottenere una massimizzazione del rapporto segnale-rumore si usa comunemente un [[filtro adattato]].

== Voci correlate ==

*[[Cifra di rumore]]

*[[Temperatura equivalente di rumore]]

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*[[SINAD]]

== Altri progetti ==

{{Concetti base di chimica analitica}}

{{interprogetto}}

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

{{Concetti base di metrologia, statistica e metodologia della ricerca}}

{{portale|scienza e tecnica}}

[[Categoria:Teoria dei segnali]]

[[Categoria:Misure nelle telecomunicazioni]]

[[bg:Отношение сигнал-към-шум]]

[[ca:Relació senyal-soroll]]

[[de:Signal-Rausch-Verhältnis]]

[[en:Signal-to-noise ratio]]

[[es:Relación señal/ruido]]

[[fa:نسبت سیگنال به نویز]]

[[fi:Signaali-kohinasuhde]]

[[fr:Rapport signal sur bruit]]

[[he:יחס אות לרעש]]

[[hu:Jel-zaj viszony]]

[[ja:SN比]]

[[ko:신호 대 잡음비]]

[[nl:Signaal-ruisverhouding]]

[[nn:SNR]]

[[pl:Stosunek sygnału do szumu]]

[[pt:Relação sinal-ruído]]

[[ro:Raport semnal/zgomot]]

[[ru:Отношение сигнал/шум]]

[[sv:Signal-brusförhållande]]

[[uk:Співвідношення сигнал/шум]]

[[vi:Tỉ số tín hiệu cực đại trên nhiễu]]

[[zh:信噪比]]