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오디오 SNR 및 다이나믹 레인지

신호 레벨과 노이즈 플로어로부터 오디오 신호 대 잡음비, 다이나믹 레인지 및 등가 노이즈 비트를 계산합니다.

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공식

SNR = V_signal − V_noise (dB)

SNR — Signal-to-noise ratio (dB)

작동 방식

오디오 시스템의 신호 대 잡음비 (SNR) 는 배경 노이즈 플로어에 대한 원하는 신호 레벨의 비율을 데시벨 단위로 정량화합니다.SNR (dB) = 신호_레벨_DBV − 노이즈_플로어_dBV.SNR이 높을수록 녹음 또는 재생 체인이 더 조용하고 깨끗해집니다.다이나믹 레인지는 왜곡되지 않은 가장 큰 신호와 노이즈 플로어 간의 차이이며, 이상적인 시스템의 경우 SNR과 같습니다.선형 전압 SNR은 SNR_V = 10^ (SNR_dB/ 20) 이라는 단순한 숫자와 동일한 비율을 나타냅니다.이상적인 ADC의 각 비트가 SNR의 최대 6.02dB에 기여하기 때문에 대략적인 등가 노이즈 비트 수 (ENOB) 는 SNR/6.02로 추정할 수 있습니다. 이는 양자화 노이즈 공식 SNR = 6.02N+1.76dB에서 계산하면 이상적인 ADC의 각 비트가 SNR의 최대 6.02dB에 기여하기 때문입니다.프로페셔널 오디오 시스템은 일반적으로 노이즈 플로어가 -90~-130dBV에 달하며 SNR은 90~120dB 이상입니다.

계산 예제

신호 레벨: 0 dBV (1 V RMS).노이즈 플로어: −90 dBV.
SNR = 0 − (−90) = 90 데시벨
선형 전압 SNR:
SNR_V = 10^ (90/20) = 10^4.5 = 31,623: 1
유효 노이즈 비트:
ENOB ≈ 90/6.02 ≈ 14.95비트
이는 고품질 16비트 소비자 오디오 인터페이스에 해당합니다.CD 품질 (16비트의 경우 이론상 96dB SNR) 을 달성하려면 노이즈 플로어가 -96dBV여야 합니다.스튜디오 24비트 장비는 일반적으로 -110~-120dBV의 노이즈 플로어를 달성합니다.

실용적인 팁

  • ✓비닐 및 테이프 캡처의 경우 70dB SNR이 허용되는 경우가 많지만 디지털 배포 마스터의 경우 100dB 이상을 목표로 합니다.체인의 소음이 가장 심한 링크만큼만 조용합니다. 즉, 가장 나쁜 단계부터 파악하여 해결해야 합니다.
  • ✓케이블 길이가 긴 경우 밸런스드 (차동) 인터커넥트를 사용하여 커먼 모드 노이즈를 20-60dB까지 차단하여 구성 요소를 변경하지 않고도 연결된 기어의 SNR을 크게 개선할 수 있습니다.
  • ✓녹음 엔지니어는 '노이즈 플로어 체크'를 사용합니다. 믹스를 음소거하고 모니터 볼륨을 최대로 높인 다음 청취합니다.히스, 윙윙 거리는 소리 또는 잡음이 들리면 신호 체인의 SNR이 제한적이라는 것을 알 수 있습니다.

흔한 실수

  • ✗THD (고조파 왜곡) 가 있는 경우 SNR과 다이나믹 레인지를 혼동하기 — SNR은 노이즈만 측정하는 반면 THD+N (총 고조파 왜곡+노이즈) 에는 왜곡 곱이 포함됩니다.고급 장비에서는 잡음이 아닌 왜곡이 THD+N을 지배할 수 있습니다.
  • ✗잘못된 임피던스에서 노이즈 플로어 측정 — 언로드된 오디오 인터페이스의 노이즈 플로어는 실제 소스 임피던스에 연결했을 때보다 10dB 이상 낮을 수 있습니다.항상 동일한 조건에서 SNR 사양을 비교하십시오.
  • ✗게인 스테이지가 너무 많이 쌓이면 앰프 스테이지마다 자체 노이즈가 추가됩니다.각각 SNR이 90dB인 세 개의 스테이지로 구성된 체인의 총 SNR은 개별 스테이지보다 낮습니다. 즉, 첫 번째 (입력) 스테이지가 우세하므로 노이즈가 가장 적어야 합니다.

자주 묻는 질문

믹싱 및 마스터링의 경우 SNR > 100dB가 표준입니다.배포 (스트리밍, CD) 의 경우 최소 90dB SNR (16비트 환산) 입니다.방송 제작 목표는 110dB 이상입니다.일반 음악 청취에는 80—90dB SNR의 컨슈머 기어가 적합합니다.
dBV는 1V RMS (0dBV = 1V) 를 참조합니다. dBu는 0.7746 V RMS (1mW를 600Ω에 전달하는 전압) 를 참조합니다. 0dBu ≈ −2.2dBV입니다.전문 오디오 장비는 레벨에 dBu를 사용하는 경우가 많지만 노이즈 플로어는 제조업체에 따라 dBv 또는 dBu로 표시됩니다.
이상적인 N비트 ADC의 경우 SNR = 6.02N + 1.76dB입니다.16비트 ADC는 최대 98dB, 20비트 ADC는 최대 122dB, 24비트 ADC는 최대 146dB의 이론적 최대값을 제공합니다.실제 ADC는 열 노이즈, 지터 및 회로 결함으로 인해 이 이상치에 10~30dB 정도 미치지 못합니다.

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