อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนคืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญ

คุณอาจพบข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ที่ระบุไว้ หรือแม้แต่อ่านการอภิปรายเกี่ยวกับอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน มักเรียกโดยย่อว่า SNR หรือ S/N ข้อกำหนดนี้อาจดูเหมือนเป็นความลับสำหรับผู้ใช้ทั่วไป อย่างไรก็ตาม แม้ว่าคณิตศาสตร์เบื้องหลังอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนถือเป็นเรื่องทางเทคนิค แต่แนวคิดนี้กลับไม่ใช่ และค่าสัญญาณต่อเสียงรบกวนอาจส่งผลต่อคุณภาพเสียงโดยรวมของระบบได้

อธิบายอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน

อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนจะเปรียบเทียบระดับกำลังของสัญญาณกับระดับของกำลังเสียง ส่วนใหญ่มักแสดงเป็นหน่วยวัดเดซิเบล (dB) โดยทั่วไปตัวเลขที่สูงกว่าหมายถึงข้อกำหนดที่ดีกว่า เนื่องจากมีข้อมูลที่เป็นประโยชน์ (สัญญาณ) มากกว่าข้อมูลที่ไม่ต้องการ (สัญญาณรบกวน)

ตัวอย่างเช่น เมื่อส่วนประกอบเสียงแสดงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ 100 dB หมายความว่าระดับสัญญาณเสียงจะสูงกว่าระดับเสียง 100 dB ดังนั้น ข้อกำหนดอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ 100 dB จึงดีกว่าข้อกำหนดที่มีขนาด 70 dB หรือน้อยกว่าอย่างมาก

รูปภาพแบร์นด์ชูแนค / Getty

วิธีบันทึกวิดีโอ Instagram ของใครบางคน

เพื่อเป็นตัวอย่าง สมมติว่าคุณกำลังสนทนากับเพื่อนในครัวซึ่งบังเอิญมีตู้เย็นที่ดังมากเช่นกัน สมมติว่าตู้เย็นสร้างเสียงฮัม 50 เดซิเบล (ลองพิจารณาเสียงนี้ดู) เนื่องจากตู้เย็นจะรักษาความเย็นของสิ่งของในตู้เย็น หากเพื่อนที่คุณกำลังพูดด้วยกระซิบที่ 30 เดซิเบล ให้พิจารณาว่านี่เป็นสัญญาณ คุณจะไม่ได้ยินแม้แต่คำเดียวเพราะเสียงฮัมของตู้เย็นดังกลบคำพูดของเพื่อนของคุณ

คุณอาจขอให้เพื่อนพูดดังขึ้น แต่ถึงแม้จะอยู่ที่ 60 เดซิเบล คุณยังอาจต้องขอให้เพื่อนพูดซ้ำ การพูดที่ระดับ 90 เดซิเบลอาจดูเหมือนเป็นการตะโกนแข่งกัน แต่อย่างน้อยก็จะได้ยินและเข้าใจคำพูดต่างๆ นั่นคือแนวคิดเบื้องหลังอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน

เหตุใดอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนจึงมีความสำคัญ

คุณสามารถค้นหาข้อกำหนดสำหรับอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนได้ในผลิตภัณฑ์จำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับเสียง รวมถึงลำโพง โทรศัพท์ (ไร้สายหรืออื่นๆ) หูฟัง ไมโครโฟน เครื่องขยายเสียง เครื่องรับ เครื่องเล่นแผ่นเสียง วิทยุ เครื่องเล่นซีดี/ดีวีดี/มีเดีย พีซี การ์ดเสียง สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ผู้ผลิตทุกรายจะทราบค่านี้ในทันที

เสียงรบกวนที่เกิดขึ้นจริงมักมีลักษณะเป็นเสียงฟู่สีขาวหรืออิเล็กทรอนิกส์ หรือเสียงคงที่ หรือเสียงฮัมที่ต่ำหรือสั่น เพิ่มระดับเสียงของลำโพงของคุณจนสุดในขณะที่ไม่มีอะไรเล่นอยู่ ถ้าคุณได้ยินเสียงฟู่ นั่นก็คือเสียงนั้น ซึ่งมักเรียกกันว่า 'noise floor' เช่นเดียวกับตู้เย็นในสถานการณ์ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ พื้นเสียงรบกวนนี้จะอยู่ที่นั่นเสมอ

ตราบใดที่สัญญาณขาเข้ามีความแรงและอยู่เหนือระดับเสียงรบกวน เสียงจะรักษาคุณภาพที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ต้องการเพื่อให้ได้เสียงที่ชัดเจนและแม่นยำ

แล้วปริมาณล่ะ?

หากสัญญาณอ่อน คุณอาจคิดว่าจำเป็นต้องเพิ่มระดับเสียงเพื่อเพิ่มเอาต์พุต น่าเสียดายที่การปรับระดับเสียงขึ้นและลงจะส่งผลต่อทั้งระดับเสียงรบกวนและสัญญาณ เพลงอาจดังขึ้น แต่เสียงรบกวนที่อยู่ข้างใต้ก็จะดังเช่นกัน คุณจะต้องเพิ่มความแรงของสัญญาณของแหล่งกำเนิดเท่านั้นเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ที่ต้องการ อุปกรณ์บางตัวมีองค์ประกอบฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน

น่าเสียดายที่ส่วนประกอบทั้งหมด แม้แต่สายเคเบิล ก็ยังเพิ่มระดับเสียงรบกวนให้กับสัญญาณเสียงได้ ส่วนประกอบที่ดีที่สุดได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาระดับเสียงรบกวนให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเพิ่มอัตราส่วนให้สูงสุด อุปกรณ์แอนะล็อก เช่น แอมพลิฟายเออร์และสแครช โดยทั่วไปจะมีอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนต่ำกว่าอุปกรณ์ดิจิทัล

ข้อควรพิจารณาอื่น ๆ

เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การหลีกเลี่ยงผลิตภัณฑ์ที่มีอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนต่ำมาก อย่างไรก็ตาม ไม่ควรใช้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนเป็นข้อกำหนดเฉพาะในการวัดคุณภาพเสียงของส่วนประกอบต่างๆ การตอบสนองความถี่และ การบิดเบือนฮาร์มอนิก ตัวอย่างเช่น ควรนำมาพิจารณาด้วย