SNR de audio y rango dinámico
Calcula la relación señal-ruido de audio, el rango dinámico y los bits de ruido equivalentes a partir de los niveles de señal y piso de ruido.
Fórmula
SNR = V_signal − V_noise (dB)
Cómo Funciona
La relación señal/ruido (SNR) en los sistemas de audio cuantifica la relación entre el nivel de señal deseado y el nivel de ruido de fondo, expresado en decibelios. SNR (dB) = Signal_Level_DBV − Noise_Floor_DBV. Una SNR más alta significa una cadena de grabación o reproducción más silenciosa y limpia. El rango dinámico es la diferencia entre la señal sin distorsiones más alta y el nivel de ruido mínimo y, para un sistema ideal, es igual a la SNR. La SNR de tensión lineal expresa la misma relación como un número simple: SNR_V = 10^ (SNR_db/20). Una cifra aproximada de bits de ruido equivalentes (ENOB) se puede estimar con SNR/6,02, ya que cada bit de un ADC ideal aporta unos 6,02 dB de SNR (según la fórmula de cuantificación del ruido SNR = 6,02 N + 1,76 dB). Los sistemas de audio profesionales suelen alcanzar niveles de ruido mínimos de -90 a -130 dBV, lo que produce SNR de más de 90 a 120 dB.
Ejemplo Resuelto
Nivel de señal: 0 dBV (1 V RMS). Nivel de ruido: −90 dBV. SNR = 0 − (−90) = 90 dB Tensión lineal SNR: SNR_V = 10^ (90/ 20) = 10^4.5 = 31.623:1 Bits de ruido efectivos: ENOB ≈ 90/ 6,02 ≈ 14,95 bits Esto corresponde a una interfaz de audio de consumo de 16 bits de alta calidad. Para lograr la calidad de un CD (96 dB SNR en teoría para 16 bits), el nivel mínimo de ruido tendría que ser de −96 dBV. Los equipos de estudio de 24 bits suelen alcanzar niveles de ruido mínimos de entre 110 y 120 dBV.
Consejos Prácticos
- ✓Para la captura de vinilos y cintas, suele ser aceptable una SNR de 70 dB; para los maestros de distribución digital, el objetivo es de más de 100 dB. La cadena es tan silenciosa como lo sea su eslabón más ruidoso: primero identifique y aborde la peor etapa.
- ✓Utilice interconexiones balanceadas (diferenciales) para tendidos de cable largos a fin de rechazar el ruido del modo común entre 20 y 60 dB, lo que mejora drásticamente la SNR del equipo conectado sin cambiar ningún componente.
- ✓Los ingenieros de grabación utilizan la función de «comprobar el nivel mínimo de ruido»: silencian la mezcla, suben el volumen del monitor al máximo y escuchan. Cualquier silbido, zumbido o ruido que se escuche revela el límite de SNR de la cadena de señales.
Errores Comunes
- ✗Confundir la SNR con el rango dinámico cuando hay THD (distorsión armónica): la SNR solo mide el ruido, mientras que la THD+N (distorsión armónica total más ruido) incluye los productos de distorsión. En los equipos de gama alta, el THD+N puede estar dominado por la distorsión más que por el ruido.
- ✗Medición del nivel de ruido con una impedancia incorrecta: el nivel mínimo de ruido de una interfaz de audio medida sin carga puede ser más de 10 dB más bajo que cuando se conecta a una impedancia de fuente real. Compare siempre las especificaciones de la SNR en las mismas condiciones.
- ✗Apilar demasiadas etapas de ganancia: cada etapa del amplificador agrega su propio ruido. Una cadena de tres etapas, cada una con una SNR de 90 dB, tendrá una SNR total inferior a la de cualquier etapa individual; la primera etapa (de entrada) es la que domina y debe tener el ruido más bajo.
Preguntas Frecuentes
¿Qué SNR es «lo suficientemente bueno» para un audio profesional?
Para mezclar y masterizar, SNR > 100 dB es estándar. Para la distribución (streaming, CD), el SNR de 90 dB (equivalente a 16 bits) es el mínimo. La producción de emisiones tiene como objetivo superar los 110 dB. Los equipos de consumo con una SNR de 80 a 90 dB son aceptables para una escucha casual.
¿Cuál es la diferencia entre dBV y dBu?
dBV hace referencia a 1 V RMS (0 dBV = 1 V). dBu hace referencia a 0,7746 V RMS (el voltaje que entrega 1 mW a 600 Ω). 0 dBu ≈ −2,2 dBV. Los equipos de audio profesionales suelen utilizar dBu para los niveles, mientras que el nivel de ruido mínimo se indica en dBV o dBu, según el fabricante.
¿Cómo se relaciona la SNR con la cantidad de bits ADC?
Para un ADC ideal de N bits, SNR = 6,02 N + 1,76 dB. Un ADC de 16 bits proporciona ~ 98 dB, un ADC de 20 bits proporciona ~ 122 dB y un ADC de 24 bits proporciona un máximo teórico de ~ 146 dB. Los ADC del mundo real se quedan entre 10 y 30 dB por debajo de este ideal debido al ruido térmico, la fluctuación y las imperfecciones del circuito.
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