RFrftools.io

オーディオ SNR とダイナミックレンジ

オーディオ信号対雑音比、ダイナミックレンジ、および等価ノイズビット数を信号レベルとノイズフロアから計算します。

Loading calculator...

公式

SNR = V_signal − V_noise (dB)

SNR — Signal-to-noise ratio (dB)

仕組み

オーディオシステムの信号対雑音比（SNR）は、バックグラウンドノイズフロアに対する目的の信号レベルの比率をデシベル単位で定量化します。SNR (dB) = 信号レベル_DBV − ノイズ_フロア_dBV。SNR が高いほど、録音または再生チェーンは静かで、クリーンになります。ダイナミックレンジは、歪みのない最大信号とノイズフロアの差であり、理想的なシステムでは SNR と同じです。線形電圧の SNR は、SNR_V = 10^ (SNR_dB/20) という単純な数値と同じ比率を表します。理想的なADCの各ビットが約6.02dBの SNR に寄与するため、おおよその等価ノイズビット数 (ENOB) は SNR/6.02 と推定できます (量子化ノイズの式 SNR = 6.02N + 1.76 dB) から)。プロフェッショナル・オーディオ・システムは通常、-90 ～ -130 dBV のノイズフロアを実現し、SNR は 90 ～ 120 dB を超えます。

計算例

信号レベル: 0 dBV (1 ボルト実効値)ノイズフロア:-90 dBV。
SNR = 0 − (−90) = 90 デシベル
リニア電圧 SNR:
SNR_V = 10^ (90/20) = 10^4.5 = 31,623: 1
有効ノイズビット:
ENOB ≈90/6.02≈14.95 ビット
これは高品質の 16 ビット民生用オーディオインターフェースに相当します。CD 品質（16 ビットでは理論上 96 dB の SNR）を実現するには、ノイズフロアを −96 dBV にする必要があります。スタジオの 24 ビット機器では、通常 -110 ～ -120 dBV のノイズフロアを実現できます。

実践的なヒント

  • ✓ビニールやテープでのキャプチャでは、通常 70 dB の SNR が許容範囲ですが、デジタル配信マスターの場合は 100 dB 以上を目標とします。チェーンの静音性は、最もノイズの多いリンクによって決まります。まず最悪の段階を特定して対処してください。
  • ✓長いケーブル配線にはバランス（差動）インターコネクトを使用すると、コモンモードノイズを20〜60 dB除去できます。これにより、コンポーネントを変更しなくても接続ギアのSN比が大幅に向上します。
  • ✓レコーディングエンジニアは「ノイズフロアチェック」を行います。ミックスをミュートし、モニターの音量を最大にして聴きます。聞こえるヒス、ハム音、またはノイズがあると、シグナル・チェーンの SNR の限界が明らかになります。

よくある間違い

  • ✗THD (高調波歪み) が存在する場合、SNR とダイナミックレンジを混同してしまいます。SNR はノイズのみを測定し、THD+N (全高調波歪み+ノイズ) には歪み成分が含まれます。ハイエンド機器では、THD+N はノイズではなく歪みが支配的です。
  • ✗間違ったインピーダンスでのノイズフロアの測定 — 無負荷で測定したオーディオインターフェースのノイズフロアは、実際のソースインピーダンスに接続した場合よりも10dB以上低くなる可能性があります。常に同じ条件で SNR 仕様を比較してください。
  • ✗積み重ねるゲイン段の数が多すぎる — 各アンプ段はそれぞれ独自のノイズを発生させます。それぞれ SNR = 90 dB の 3 つのステージからなるチェーンでは、合計 SNR が個々のステージよりも低くなります。最初の (入力) ステージが優勢で、ノイズが最も少なくなければなりません。

よくある質問

ミキシングとマスタリングには、100 dBを超えるSNRが標準です。ディストリビューション (ストリーミング、CD) では、90 dB の SNR (16 ビット相当) が最小です。ブロードキャストプロダクションは 110 dB 以上を目標としています。カジュアルなリスニングには、SNR が 80 ～ 90 dB のコンシューマー機器でも問題ありません。
dBV は 1 V RMS (0 dBV = 1 V) を基準とします。dBU は 0.7746 V RMS (1 mW を 600 Ω に供給する電圧) を基準とします。0 dBu ≈−2.2 dBV。プロ仕様のオーディオ機器ではレベルにdBuを使用することが多く、ノイズフロアはメーカーによってdBvまたはdBuで表されます。
理想的なNビットADCの場合、S/N比は6.02N+1.76dBです。16 ビット ADC では最大 98 dB、20 ビット ADC では最大 122 dB、24 ビット ADC では理論上の最大値は 146 dB になります。実際の ADC は、熱ノイズ、ジッター、回路の欠陥が原因で、この理想値を 10 ～ 30 dB 下回ります。

Related Calculators

Audio

ADC Dynamic Range

Calculate the theoretical SNR and dynamic range of an audio ADC from its bit depth, and the improvement from oversampling.

Audio

Audio Amplifier

Calculate audio amplifier output power, efficiency, THD class estimate, SNR, and input sensitivity for Class A, AB, and D amplifiers.

Audio

Amp Clipping

Calculate amplifier clipping voltage, power, and dBV level from supply voltage and load impedance.

Audio

Speaker Crossover

Calculate passive 2-way speaker crossover component values for 1st order (6dB/oct) and 2nd order Butterworth (12dB/oct) networks.

Audio

Room Modes

Calculate room axial resonant frequencies and Schroeder frequency for acoustic treatment and speaker placement.

Audio

Speaker SPL

Calculate speaker SPL at any power and distance from the rated sensitivity (dB/W/m) specification.