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SNR audio et plage dynamique

Calcule le rapport signal sur bruit audio, la plage dynamique et les bits de bruit effectifs à partir des niveaux de signal et du plancher de bruit.

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Formule

SNR = V_signal − V_noise (dB)

SNR— Signal-to-noise ratio (dB)

Comment ça marche

Le rapport signal/bruit (SNR) des systèmes audio quantifie le rapport entre le niveau de signal souhaité et le bruit de fond, exprimé en décibels. SNR (dB) = Niveau_Signal_DBV − Bruise_Floor_DBV. Un SNR plus élevé signifie une chaîne d'enregistrement ou de lecture plus silencieuse et plus propre. La plage dynamique est la différence entre le signal non distordu le plus fort et le bruit de fond, et pour un système idéal, elle est égale au SNR. La tension linéaire SNR exprime le même ratio qu'un simple nombre : SNR_V = 10^ (SNR_dB/20). Un chiffre de bits de bruit équivalent approximatif (ENOB) peut être estimé comme SNR/6,02, car chaque bit d'un ADC idéal contribue à environ 6,02 dB de SNR (d'après la formule de bruit de quantification SNR = 6,02N + 1,76 dB). Les systèmes audio professionnels atteignent généralement des niveaux de bruit de −90 à −130 dBV, soit un SNR de 90 à 120 dB et plus.

Exemple Résolu

Niveau du signal : 0 dBV (1 V RMS). Niveau sonore : −90 dBV. SNR = 0 − (−90) = 90 dB Tension linéaire SNR : SNR_V = 10^ (90/20) = 10^4,5 = 31 623 : 1 Bits de bruit efficaces : ENOB ≈ 90/6,02 ≈ 14,95 bits Cela correspond à une interface audio grand public 16 bits de haute qualité. Pour obtenir la qualité CD (96 dB SNR théorique pour 16 bits), le bruit de fond devrait être de -96 dBV. Les équipements de studio 24 bits atteignent généralement des niveaux de bruit de -110 à -120 dBV.

Conseils Pratiques

  • ✓Pour la capture de vinyles et de cassettes, un SNR de 70 dB est souvent acceptable ; pour les masters de distribution numérique, ciblez plus de 100 dB. La chaîne est aussi silencieuse que son maillon le plus bruyant : identifiez et corrigez d'abord le pire stade.
  • ✓Utilisez des interconnexions symétriques (différentielles) pour les longs câbles afin de rejeter le bruit en mode commun de 20 à 60 dB, améliorant ainsi considérablement le SNR de l'équipement connecté sans changer aucun composant.
  • ✓Les ingénieurs du son utilisent le « noise floor check » : coupez le mixage, augmentez le volume du moniteur au maximum et écoutez. Tout sifflement, bourdonnement ou bruit audible révèle le SNR limite de la chaîne de signaux.

Erreurs Fréquentes

  • ✗Confondre SNR et plage dynamique en présence de THD (distorsion harmonique) : le SNR mesure uniquement le bruit, tandis que le THD+N (distorsion harmonique totale plus bruit) inclut des produits de distorsion. Dans les équipements haut de gamme, le THD+N peut être dominé par la distorsion plutôt que par le bruit.
  • ✗Mesure du bruit de fond à une impédance incorrecte : le bruit de fond d'une interface audio mesuré à vide peut être inférieur de 10 dB à celui d'une interface audio connectée à une impédance de source réelle. Comparez toujours les caractéristiques du SNR dans les mêmes conditions.
  • ✗Si vous empilez trop d'étages de gain, chaque étage d'amplificateur ajoute son propre bruit. Une chaîne de trois étages ayant chacun un SNR = 90 dB aura un SNR total inférieur à celui de n'importe quel étage individuel ; le premier étage (d'entrée) domine et doit avoir le bruit le plus faible.

Foire Aux Questions

Pour le mixage et le mastering, un SNR > 100 dB est standard. Pour la distribution (streaming, CD), un SNR de 90 dB (équivalent 16 bits) est le minimum. La production audiovisuelle cible plus de 110 dB. Un équipement grand public à un SNR de 80 à 90 dB est acceptable pour une écoute occasionnelle.
Le dBV fait référence à 1 V RMS (0 dBV = 1 V). Le dBu fait référence à 0,7746 V RMS (la tension qui fournit 1 mW dans 600 Ω). 0 dBu ≈ −2,2 dBV. Les équipements audio professionnels utilisent souvent le dBu pour les niveaux, tandis que le bruit de fond est indiqué en dBV ou en dBu selon le fabricant.
Pour un ADC N bits idéal, SNR = 6,02 N + 1,76 dB. Un ADC 16 bits donne environ 98 dB, un ADC 20 bits donne environ 122 dB et un ADC 24 bits donne un maximum théorique d'environ 146 dB. Les ADC du monde réel n'atteignent pas cet idéal de 10 à 30 dB en raison du bruit thermique, de la gigue et des imperfections du circuit.

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