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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Berechnungg von SNR


Autor: E.P. (Gast)
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Hallo, ich habe mal eine blöde Frage:

Und zwar will ich den SNR meines Übertragungssystems berechnen.. Dazu 
berechne ich zuerst den SNR am eingang und dann den SNR am Ausgang. Nur 
- wie bestimme den SNR des Übertragungssystems?

Ach ja.. und wie wähle ich eigentlich die Bandbreite für die Berechnung? 
Muss ich die Bandbreite meines Signals am Eingang wählen oder die die 
des Filters, der das Signal am ausgang filtert?

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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E.P. schrieb:
> Hallo, ich habe mal eine blöde Frage:

Stimmt - die Frage ist blöd!!!

> Und zwar will ich den SNR meines Übertragungssystems berechnen.. Dazu
> berechne ich zuerst den SNR am eingang und dann den SNR am Ausgang. Nur
> - wie bestimme den SNR des Übertragungssystems?

Das Signal- zu Rauschverhältnis (SNR) ist keine Kenngröße die ein 
'Übertragungs'-System als Verhältnis von z.B. Ausgang zu Eingang 
kennzeichnet. Will heißen, daß man damit eben nur das Verhältnis von 
Signal zu Rauschen an einem bestimmten Messpunkt ermitteln kann - also 
entweder am Eingang oder am Ausgang.
Wer will kann dann natürlich diese Ergebnisse in Relation zueinander 
setzen um damit eine Aussage treffen zu können, ob das SNR besser oder 
schlechter geworden ist. Bei Rauschunterdrückungssystemen sollte er wohl 
besser werden, bei allen anderen Schaltungen (Verstärkern, usw.) wird er 
tendenziell eher schlechter, da das Rauschen üblicherweise a) 
mitverstärkt wird und b) zusätzliches Rauschen von den aktiven und 
passiven Komponenten des z.B. Verstärkers hinzukommt.

> Ach ja.. und wie wähle ich eigentlich die Bandbreite für die Berechnung?
> Muss ich die Bandbreite meines Signals am Eingang wählen oder die die
> des Filters, der das Signal am ausgang filtert?

Ja es ist schon richtig, daß man die Bandbreite begrenzt - üblicherweise 
auf den Bereich, der von interesse ist bzw. in der die Scahltung ihren 
Arbeitsbereich hat. Bei Audio eben auf den zu übertragenden Bereich, den 
man häufig auf 20Hz...20kHz festlegt.
Im Audiobereich gibt es dazu übrigens auch entsprechende 
Bewertungskurven (z.B. A-, B- oder C-bewertet, usw.) was nichts anderes 
ist, als das Audiosignal vor der Messung durch ein entsprechendes und 
spezielles Filter laufen zu lassen. Diese Filter filtern i.A. sehr hohe 
und sehr niedrige Frequenzen mehr oder weniger stark ab. Denn wen 
interessieren schon 100kHz die a) keiner höhren und b) so gut wie kein 
Schallwandler reproduzieren kann. Die Bewertungskurven sind, ganz 
allgemein gesagt, auf ein ähnliches Frequenzgangverhalten des menschl. 
Ohres bei bestimmten Lautstärken abgestimmt. Festgelegt sind diese 
Kurven z.B. in der CCIR-468, IEC 651 oder auch DIN EN 61672-1.

Puh, ich denke jetzt habe ich's aber ausführlich genug beschrieben, 
oder?

Autor: E.P. (Gast)
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ja. Vielen Dank für die ausführliche Antwort.

So, wie ich verstanden habe, wird doch die Bandbreite des Signals bei 
der SNR berechnung gewählt, obwohl in dem Übertraungssystem keine 
Rauschunterdrückung stattfindet...oder?

Ich habe ein optisches übertraungssysem, sprich Laserdiode mit 
Transsistor auf einer und einen optischen Empfänger, bestehend aus einer 
Photodiode und einer Verstärkerstufe (monolitisch in einem Gehäuse) auf 
der anderen Seite. Deswegen habe ich  gedacht, ich rechne mal die SNR 
auf der Senderseite (Laserdiode) und auf der Empfängerseite und wollte 
die dann verknüpfen, um das Rauschen des Systems abschätzen zu 
können....
ist wohl doch nicht so einfach..(

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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E.P. schrieb:
> ja. Vielen Dank für die ausführliche Antwort.
>
> So, wie ich verstanden habe, wird doch die Bandbreite des Signals bei
> der SNR berechnung gewählt, obwohl in dem Übertraungssystem keine
> Rauschunterdrückung stattfindet...oder?

Ja, man grenzt die Bandbreite üblicherweise auf den interessanten 
Bereich ein. Das wie und wo sei jedem selbst überlassen. Man sollte dann 
aber die Randbedingungen mit angeben, wenn man sich nicht an die 
einschlägigen DIN-/IEC-/CCIR-Normen hält.

> Ich habe ein optisches übertraungssysem, sprich Laserdiode mit
> Transsistor auf einer und einen optischen Empfänger, bestehend aus einer
> Photodiode und einer Verstärkerstufe (monolitisch in einem Gehäuse) auf
> der anderen Seite. Deswegen habe ich  gedacht, ich rechne mal die SNR
> auf der Senderseite (Laserdiode) und auf der Empfängerseite und wollte
> die dann verknüpfen, um das Rauschen des Systems abschätzen zu
> können....
> ist wohl doch nicht so einfach..(

Was man hier auf jeden Fall machen könnte, wäre eine SNR-Messung vom 
Signal was rein geht (also zur Laserdiode bzw. dem vorgeschalteten 
Modulator/Verstärker) und vom Signal was auf der anderen Seite wieder 
rauskommt (also nach der Photodiode und dem Verstärker). Damit kann man 
schon abschätzen wie gut oder schlecht die Übertragungsstrecke samt 
aktiver Sende- und Empfangsverstärker letztendlich das Verhältnis von 
Nutz- zu Rauschsignal beeinflußt hat. Manchmal erlebt man da durchaus 
Überraschungen - sowohl positive als auch negative - soviel kann ich Dir 
jetzt schon verraten. ;-)

Bei all den Betrachtungen gehe ich davon aus, daß Du über das optische 
Übertragungssystem analoge Signale überträgst und nicht digitale. 
Für den letzten Fall ist der SNR nur wichtig in Verbindung mit der 
Erkennung und Rückgewinnung der digitalen Flanken bzw. "0"- und 
"1"-Pegeln - also für die Schaltschwellen des Komparators. Diese 
Schwellen sollten natürlich nie im Bereich des Rauschteppichs liegen und 
die größe der Hysterese gilt es an den Rauschpegel anzupassen.

Autor: E.P. (Gast)
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Danke für die Antwort...

Ja, mein Signal ist analog und sehr niederfrequent bis 500Hz. Dazu kommt 
noch, dass der dynamische Bereich von 1uV - 1 mV. Also, wenn ich rechne, 
werde ich wahrscheinlich die Bandbreit auf 500Hz begrenzen.

Ich habe jetzt noch eine Frage: Und zwar - wie messe ich den Eingans 
SNR? Der sender meines systems ist quasi schon der Sensor für die 
Signale. Leider kann ich den eingangssignal nicht unter ralistischen 
Bedingungen testen (deswegen eigentlich die Idee, alles zunächst 
rechnerisch abzuschätzen, um möglicherweise filter dafür zu entwickeln), 
daher wollte ich nachher bei den MEssuntersuchungen einen 
Signalgenerator benutzen.
Würde das heißen, dass das Eingangsrauschen das Rauschen meines 
signalgenerators ist?

P.S.: ich hab von vielen Leuten gehört, dass Rauschmessungen mit 
herkömmlichen mitteln (ich habe eigentlich nur einen relativ guten 
Oszilloskop) sehr ungenau werden kann auch wegen der Großen Bandbreite 
des Messgerätes.

Autor: ms (Gast)
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Ja in diesem Fall ist das Eingangsrauchen der S/N deines 
Signalgenerators

Autor: Karl Knuschbah (radiocontrolled)
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E.P. schrieb:
> Hallo, ich habe mal eine blöde Frage:
>
> Und zwar will ich den SNR meines Übertragungssystems berechnen.. Dazu
> berechne ich zuerst den SNR am eingang und dann den SNR am Ausgang. Nur
> - wie bestimme den SNR des Übertragungssystems?


Lies Dir bitte einmal das hier durch.
http://de.wikipedia.org/wiki/Noise_Figure


Im übrigen habe ich hier eine optische Übertragungstrecke von ppm mit 
einer NF von 25dB

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