Qu'est-ce que le rapport signal/bruit et pourquoi est-ce important ?

La plupart des gens comprennent l'importance des spécifications de puissance de l'amplificateur. Dans la plupart des cas, plus de puissance est une bonne chose, c'est-à-dire jusqu'à ce que vous atteigniez les limites thermiques ou de suspension des haut-parleurs que vous utilisez. Une spécification qui est également très importante dans un amplificateur, un processeur ou une unité source d'électronique mobile est le rapport signal sur bruit. Dans cet article, nous allons expliquer ce que sont les nombres de rapport S/N et pourquoi ils sont importants.

Tout le bruit, tout le temps !

Il se trouve que lorsque vous faites passer un signal à travers n'importe quel appareil - comme un morceau de fil, une résistance, un condensateur, une inductance , transistor ou toute autre chose à laquelle vous pouvez penser - un tout petit peu de bruit est ajouté au signal. Il existe de nombreux types de bruits différents. Le mouvement aléatoire des électrons qui rebondissent lorsqu'ils traversent un appareil provoque un bruit thermique. Des températures plus élevées entraînent plus de bruit. Un autre bruit courant est le bruit de tir. La différence de temps d'arrivée des électrons lorsqu'ils traversent une barrière ou un espace entre deux matériaux provoque un bruit de tir. Les appareils comme les transistors et les diodes, qui contiennent différentes couches de matériaux, sont des sources courantes de bruit de tir. Il existe de nombreux autres types de bruit.

Comme vous pouvez l'imaginer, la quantité de bruit générée par l'un de ces appareils est minuscule. Lorsque vous ajoutez un peu de bruit provenant d'un groupe de composants, puis que vous amplifiez le signal résultant, la quantité de bruit à la sortie d'un circuit augmente considérablement.

Le bruit se produit dans les unités source, les processeurs de signal et les amplificateurs. Une fois que vous avez ajouté du bruit à la chaîne du signal, il est pratiquement impossible de le supprimer.

Le son du bruit

Un moyen facile d'entendre à quoi ressemble le bruit est de connecter un casque à votre ordinateur portable et d'augmenter le volume assez élevé. Vous entendrez un sifflement dans les écouteurs. C'est du bruit. (Remarque :soyez prudent, nous voulons que vous soyez un passionné d'audio pour la vie. Retirez ces écouteurs avant que votre ordinateur n'émette un son et vous risquez d'endommager votre ouïe.)

Comment nous mesurons le bruit

Il existe plusieurs façons de quantifier le bruit créé par un composant électronique. Une méthode consiste à indiquer simplement le bruit à la sortie de l'appareil en termes absolus. La mesure peut être en volts ou en watts et quantifie l'amplitude du signal de bruit. Cependant, vous ne le verrez pas utilisé pour décrire les composants audio.

La méthode la plus courante pour quantifier le bruit qu'un produit ajoute au signal consiste à comparer le niveau de bruit à celui du signal audio sortant de l'appareil. Étant donné que la différence entre ces niveaux peut être assez importante, nous indiquons le rapport du niveau de signal au niveau de bruit à l'aide de l'échelle des décibels (dB). L'échelle des décibels est logarithmique. Ainsi, une différence de 6 dB représente un doublement du rapport d'amplitude, 20 dB est dix fois l'amplitude, 40 dB est 100 fois, 60 dB est 1000 fois et 80 dB est 10 000 fois et ainsi de suite.

Regardons un amplificateur de qualité moyenne - rien d'extraordinaire, rien de désastreux. Nous voyons que cet amplificateur fictif a un rapport signal/bruit de -82,3 dB lorsqu'il est référencé à 1 watt de puissance de sortie dans une charge de 4 ohms. Qu'est-ce que cela signifie? Eh bien, tout d'abord, nous savons que pour produire 1 watt de puissance dans un haut-parleur de 4 ohms, nous avons besoin de 2 volts RMS de signal sortant de l'ampli. Notre niveau de bruit est de 82,3 dB plus silencieux que 2 volts. En utilisant un calculateur en ligne, cela signifie que le bruit produit par cet ampli est 0,00006918309709189363 fois plus petit que 2 volts, donc c'est environ 0,000138 volts. Un peu plus de maths et cela équivaut à 4,785 nanowatts.

Non. Ce n'est pas très bruyant. Et dans la plupart des cas, vous ne pouvez probablement pas l'entendre.

Et si nous travaillions dur et trouvions un amplificateur inférieur à la moyenne ? Quelque chose avec une spécification S / N en baisse d'environ 70 dB? Si nous appliquons ce calcul à nos 2 volts de sortie nominale, nous obtenons un niveau de bruit de 99,99 nanowatts. Oui, c'est BEAUCOUP plus de watts par rapport à l'exemple précédent.

Clarifier le mystérieux rapport signal/bruit

Si vous regardez une spécification d'ampli d'il y a plus de 10 ans environ, ou si vous voyez un nombre anormalement élevé, ils peuvent évaluer le niveau de bruit en utilisant la capacité de sortie maximale de l'amplificateur comme facteur de comparaison. Si nous mesurons le niveau de sortie de bruit d'un amplificateur à 1 watt à 85 dB, alors vous augmentez la sortie de l'amplificateur à 10 watts, en supposant qu'il ne fasse pas de bruit supplémentaire, le rapport S/N sera de -95 dB. Si l'ampli peut produire 100 watts sans plus de bruit, le rapport est désormais de -105 dB. Il y a des centaines d'amplis qui peuvent produire 1000 watts - de sorte que la mesure du rapport de bruit serait maintenant de -115 dB. Lorsqu'il s'agit d'imprimer des chiffres sur un coffret cadeau, dans une brochure ou de les publier sur un site Web, être capable de dire que le rapport signal/bruit est de -115 dB semble certainement plus attrayant que -85 dB.

La spécification CEA-2006 a établi un ensemble standard de lignes directrices pour la mesure du bruit du rapport S/N. La spécification stipule que nous mesurons le rapport signal/bruit par rapport à 1 watt de sortie dans une charge de 4 ohms. Une nouvelle spécification est en cours d'élaboration qui aidera à quantifier l'ajustement du réglage de sensibilité sur l'amplificateur pendant le processus de mesure. En l'état, plus le réglage de l'ampli est bas, meilleure sera la mesure du rapport signal/bruit. Voulez-vous confirmer cela ? La prochaine fois que vous installez un ampli, allumez le système sans aucun signal connecté à l'ampli et écoutez les haut-parleurs. Montez ensuite le gain de l'ampli à fond. Vous entendrez le niveau de bruit augmenter. Veuillez baisser le gain et éteindre le système avant de continuer.

Pourquoi l'absence de bruit est-elle importante ?

Comment quantifier le désir de ne pas ajouter de bruit à notre signal ? Voici une simple analogie. Si vous avez acheté un téléviseur ces dernières années, vous avez peut-être entendu l'expression «noirs plus noirs». «Noirs plus noirs» fait référence à la noirceur de l'écran lorsqu'il n'y a pas de signal. Plus noir c'est mieux. Lorsque vous pensez à votre système audio, un rapport signal/bruit "plus négatif" signifie que le bruit est plus silencieux que le signal audio. Nous ne voulons pas écouter le bruit. -90 dB est mieux que -80 dB. Allez-y? Effacer ?

Il y a tellement de critères à équilibrer lors du choix d'un produit audio pour voiture. Les niveaux de puissance, les rendements, les caractéristiques de distorsion, les caractéristiques et les fonctions jouent tous un rôle important. Comprendre la signification de la mesure du rapport S/N est très important. Nous ne voulons AUCUNE distorsion ou bruit ajouté à notre musique, mais les lois de la physique nous refusent ce luxe. Faites de votre mieux pour choisir des produits qui, grâce à une conception soignée et au choix des composants internes, minimisent ces effets négatifs. Votre spécialiste local de l'électronique mobile peut vous aider à vous diriger vers un équipement incroyable. Venez découvrir les nouveautés.