Calculadora de Relación Señal-Ruido (SNR)

Física General

Determina la calidad de una señal comparando su nivel con el nivel de ruido de fondo. Esta herramienta calcula SNR a partir de valores de potencia o amplitud.

Ejemplos Prácticos

Explora estos escenarios del mundo real para entender cómo se aplica la calculadora SNR en varios campos.

Sistema de Audio de Alta Fidelidad

Audio

Un amplificador produce una señal con una potencia de 50 Vatios, mientras que la potencia de ruido de fondo es de 0.005 Vatios.

Señal: 50, Ruido: 0.005

Tipo: Potencia

Enlace de Comunicación Inalámbrica

Telecomunicaciones

Una señal de radio recibida tiene un voltaje de 10 microvoltios (0.00001 V), y el voltaje de ruido es de 2 microvoltios (0.000002 V).

Señal: 0.00001, Ruido: 0.000002

Tipo: Amplitud

Escaneo Médico de Resonancia Magnética

Imagen

En una imagen médica, la intensidad de señal del tejido se mide en 800 unidades, mientras que la intensidad de ruido de fondo es de 50 unidades. Estas son mediciones similares a amplitud.

Señal: 800, Ruido: 50

Tipo: Amplitud

Laboratorio Básico de Electrónica

Laboratorio

Un circuito tiene una potencia de señal de 2 Vatios y una potencia de ruido de 0.5 Vatios.

Señal: 2, Ruido: 0.5

Tipo: Potencia

Otros Títulos
Entendiendo la Relación Señal-Ruido (SNR): Una Guía Completa
Sumérgete en los principios de SNR, su cálculo, aplicaciones y la ciencia detrás de ello.

¿Qué es la Relación Señal-Ruido (SNR)?

  • Definiendo SNR
  • Por qué SNR es Importante
  • SNR en Diferentes Contextos
La Relación Señal-Ruido, a menudo abreviada como SNR o S/N, es una medida fundamental utilizada en ciencia e ingeniería que compara el nivel de una señal deseada con el nivel de ruido de fondo. Es una métrica crítica para evaluar la calidad de una señal, ya sea una grabación de audio, una transmisión inalámbrica, una imagen médica o la salida de un circuito eléctrico. Un SNR más alto indica una señal más limpia y de mayor calidad, donde la información deseada es fuerte en relación con la interferencia no deseada. Por el contrario, un SNR bajo significa que el ruido es significativo, potencialmente oscureciendo o corrompiendo la señal.
La Escala de Decibelios (dB)
SNR casi siempre se expresa en decibelios (dB), que es una unidad logarítmica. La escala logarítmica es conveniente porque puede representar razones muy grandes o muy pequeñas en un rango de números más manejable. También se alinea mejor con la percepción humana de estímulos como el sonido y la luz.

Guía Paso a Paso para Usar la Calculadora SNR

  • Introduciendo Tus Valores
  • Eligiendo el Tipo de Entrada Correcto
  • Interpretando los Resultados
Nuestra calculadora simplifica el proceso de encontrar SNR. Sigue estos pasos para un cálculo preciso:
1. Introduce Valores de Señal y Ruido
En el campo 'Valor de Señal', introduce el nivel medido de tu señal deseada. En el campo 'Valor de Ruido', introduce el nivel medido del ruido de fondo. Asegúrate de que ambos valores estén en las mismas unidades (ej., Vatios para potencia, Voltios para amplitud).
2. Selecciona Tipo de Entrada: Potencia o Amplitud
Este es un paso crítico. Si tus valores son mediciones de potencia (ej., Vatios, milivatios), selecciona 'Potencia'. Si son mediciones de amplitud (ej., Voltaje, corriente, presión), selecciona 'Amplitud'. La calculadora usa una fórmula diferente para cada uno.
3. Interpreta la Salida
La calculadora proporciona dos resultados: SNR en dB (la medida logarítmica estándar) y SNR como una razón simple (Valor de Señal / Valor de Ruido). Un valor dB mayor que 0 indica que la señal es más fuerte que el ruido.

Aplicaciones del Mundo Real de SNR

  • Telecomunicaciones y Redes
  • Ingeniería de Audio y Video
  • Imagen Médica y Análisis
SNR no es solo un concepto teórico; tiene aplicaciones prácticas cruciales en muchas industrias.
Ingeniería de Audio
En audio, un SNR alto para un micrófono o grabación significa menos siseo y zumbido audible, resultando en un sonido más limpio. Por ejemplo, un micrófono profesional podría tener un SNR de 70 dB o más.
Comunicaciones Inalámbricas
Para comunicaciones Wi-Fi, celulares y satelitales, un SNR más alto en el receptor permite velocidades de datos más rápidas y menos errores. Los proveedores de servicios de internet monitorean constantemente SNR para asegurar conexiones confiables.
Imagen Médica
En escaneos de resonancia magnética y tomografía computarizada, un SNR alto es esencial para producir imágenes claras que permitan a los médicos hacer diagnósticos precisos. Un SNR bajo puede resultar en imágenes granulosas donde se pierden detalles importantes.

Derivación Matemática y Fórmulas

  • La Fórmula SNR Basada en Potencia
  • La Fórmula SNR Basada en Amplitud
  • Convirtiendo Entre Razón y dB
El cálculo de SNR en decibelios depende de si estás trabajando con cantidades de potencia o amplitud.
Fórmula para Potencia
Cuando usas cantidades de potencia (P), como Vatios, el SNR en dB se calcula como: SNR (dB) = 10 * log10(Pseñal / Pruido). El factor de 10 se usa para razones de potencia.
Fórmula para Amplitud
Cuando usas cantidades de amplitud (A), como voltaje o presión, el SNR en dB se calcula como: SNR (dB) = 20 log10(Aseñal / Aruido). El factor de 20 se usa porque la potencia es proporcional al cuadrado de la amplitud (P ∝ A²). La propiedad del logaritmo log(x²) = 2log(x) saca el '2' al frente, haciendo que el multiplicador sea 20 en lugar de 10.

Recorrido del Cálculo

  • Ejemplo de Potencia: Si la Potencia de Señal es 2W y la Potencia de Ruido es 0.1W, la razón es 2/0.1 = 20. SNR(dB) = 10 * log10(20) ≈ 10 * 1.301 = 13.01 dB.
  • Ejemplo de Amplitud: Si el Voltaje de Señal es 5V y el Voltaje de Ruido es 0.2V, la razón es 5/0.2 = 25. SNR(dB) = 20 * log10(25) ≈ 20 * 1.398 = 27.96 dB.

Conceptos Erróneos Comunes y Mejores Prácticas

  • Confundir Potencia y Amplitud
  • Ignorar Unidades
  • ¿Qué Constituye un SNR 'Bueno'?
Entender las trampas comunes puede ayudar a asegurar que uses SNR correctamente.
Concepto Erróneo: Todos los Cálculos SNR Usan 10*log10
Un error frecuente es siempre usar la fórmula 10log10. Recuerda usar 20log10 para mediciones de amplitud para obtener el valor dB correcto que corresponde a la razón de potencia subyacente.
Mejor Práctica: Mantener Unidades Consistentes
El cálculo SNR se basa en una razón, por lo que las unidades absolutas se cancelan. Sin embargo, los valores de señal y ruido deben estar en las mismas unidades para que la razón sea significativa (ej., Voltios y Voltios, no Voltios y microvoltios).
El Contexto es Clave para un SNR 'Bueno'
Un SNR 'bueno' es altamente dependiente del contexto. Un SNR de 20 dB podría ser excelente para un enlace inalámbrico pero pobre para audio de alta fidelidad. Siempre refiere a los estándares y requisitos de tu aplicación específica.