Qu'est-ce que le rapport signal/bruit et pourquoi est-ce important ?
La plupart des gens comprennent l'importance des spécifications de puissance d'amplificateur. Dans la plupart des cas, plus de puissance est une bonne chose, jusqu'à ce que vous atteigniez les limites thermiques ou de suspension des haut-parleurs que vous utilisez. Une spécification qui est aussi très importante dans un amplificateur, processeur ou source audio mobile est le Rapport Signal/Bruit. Dans cet article, nous allons expliquer ce que sont les chiffres du rapport S/B 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 dispositif – comme un morceau de fil, résistance, condensateur, bobine, transistor ou n'importe quoi d'autre à quoi vous pouvez penser – un minuscule peu de bruit est ajouté au signal. Il y a de nombreux types de bruit différents. Le mouvement aléatoire des électrons rebondissant alors qu'ils passent à travers un dispositif cause le bruit thermique. Des températures plus élevées entraînent plus de bruit. Un autre bruit courant est le Bruit de Tirage (Shot Noise). La différence dans les temps d'arrivée des électrons lorsqu'ils franchissent une barrière ou un espace entre deux matériaux cause le Bruit de Tirage. Les dispositifs comme les transistors et diodes, qui ont différentes couches de matériaux à l'intérieur, sont des sources courantes de Bruit de Tirage. Il y a beaucoup d'autres types de bruit.
Comme vous pouvez l'imaginer, la quantité de bruit générée par n'importe lequel de ces dispositifs est minuscule. Lorsque vous additionnez un peu de bruit d'un tas de composants, puis amplifiez le signal résultant, la quantité de bruit dans la sortie d'un circuit augmente dramatiquement.
Le bruit se produit dans les sources, les processeurs de signal et les amplificateurs. Une fois que vous ajoutez du bruit à la chaîne de signal, il est essentiellement impossible de l'éliminer.
Le son du bruit
Un moyen facile d'entendre à quoi ressemble le bruit est de connecter un casque à votre ordinateur portable et de monter le volume assez haut. Vous entendrez un sifflement à travers le casque. C'est du bruit. (Note : Soyez prudents, nous voulons que vous restiez passionné audio pour la vie. Enlevez ces écouteurs avant que votre ordinateur ne joue un son et vous risquez d'endommager votre audition.)
Comment nous mesurons le bruit
Il y a quelques façons de quantifier le bruit qu'un composant électronique crée. Une méthode consiste à simplement énoncer le bruit à la sortie du dispositif en termes absolus. La mesure pourrait être en volts ou en watts, et quantifie l'amplitude du signal de bruit. Vous ne verrez pas cela utilisé pour décrire les composants audio, cependant.
La méthode la plus courante pour quantifier le bruit qu'un produit ajoute au signal est de comparer le niveau de bruit à celui du signal audio sortant du dispositif. Parce que la différence entre ces niveaux peut être assez grande, nous énonçons le rapport du niveau de signal au niveau de bruit en utilisant l'échelle décibel (dB). L'échelle décibel est logarithmique. En tant que telle, 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 modérée – rien d'extraordinaire, rien de désastreux. Nous voyons que cet amplificateur fictif a un rapport S/B de -82,3 dB lorsqu'il est référencé à 1 watt de puissance de sortie dans une charge de 4 ohms. Que signifie cela ? Eh bien, 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 82,3 dB plus silencieux que 2 volts. En utilisant une calculatrice 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 calculs et cela donne 4,785 nanowatts.
Non. Ce n'est pas beaucoup de bruit. Et dans la plupart des cas, vous ne pouvez probablement pas l'entendre.
Et si nous travaillons dur et trouvons un amplificateur en dessous de la moyenne ? Quelque chose avec une spécification S/B autour de 70 dB ? Si nous appliquons ces mathématiques à nos 2 volts de sortie nominale, nous obtenons un niveau de bruit de 99,99 nanowatts. Ouais, 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 de plus de 10 ans, 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 bruit de sortie d'un amplificateur à 1 watt à 85 dB, puis augmentons la sortie de l'amplificateur à 10 watts, en supposant qu'il ne fasse pas de bruit supplémentaire, le rapport S/B sera de -95 dB. Si l'ampli peut produire 100 watts sans plus de bruit, le rapport est maintenant de -105 dB. Il y a des centaines d'amplis qui peuvent produire 1000 watts – donc cette mesure de rapport de bruit serait maintenant de -115 dB. Quand il s'agit d'imprimer des chiffres sur une boîte cadeau, dans une brochure ou de les publier sur un site web, pouvoir dire que le rapport S/B est de -115 dB semble bien plus attrayant que -85 dB.
La spécification CEA-2006 a établi un ensemble standard de directives pour la mesure du rapport S/B. La spécification dicte que nous mesurions le rapport S/B comparé à 1 watt de sortie dans une charge de 4 ohms. Une nouvelle spécification est en préparation qui aidera à quantifier l'ajustement du réglage de sensibilité sur l'amplificateur pendant le processus de mesure. Tel qu'il est, plus le réglage de l'ampli est bas, meilleure sera la mesure du rapport S/B. Voulez-vous confirmer cela ? La prochaine fois que vous installez un ampli, allumez le système sans signal connecté à l'ampli et écoutez les haut-parleurs. Puis montez le gain de l'ampli au maximum. Vous entendrez le niveau de bruit augmenter. Remettez le gain en bas et éteignez le système avant de continuer.
Pourquoi l'absence de bruit est-elle importante ?
Comment pouvons-nous quantifier le désir de ne pas ajouter de bruit à notre signal ? Voici une analogie simple. Si vous avez acheté une télévision ces dernières années, vous avez peut-être entendu l'expression "noirs plus noirs". "Noirs plus noirs" fait référence à à quel point l'écran devient sombre quand il n'y a pas de signal. Plus noir c'est mieux. Quand vous pensez à votre système audio, un rapport S/B "plus négatif" signifie que le bruit est plus silencieux que le signal audio. Nous ne voulons pas écouter du bruit. -90 dB est mieux que -80 dB. Compris ? Clair ?
Il y a tant de critères à équilibrer lors du choix de n'importe quel produit audio auto. Niveaux de puissance, efficacités, caractéristiques de distorsion, fonctionnalités et fonctions jouent tous un rôle important. Comprendre la signification de la mesure du rapport S/B 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 de composants internes, minimisent ces effets négatifs. Votre spécialiste local en électronique mobile peut vous orienter vers des équipements incroyables. Passez voir ce qui est nouveau.