2.2 信號噪聲比及信噪改善比

在電子科學領域，噪聲一般有兩種：一種是由于電荷載體的隨機運動所導致的電壓或電流的隨機波動；另一種是污染或干擾有用信號的不期望的信號。第二種噪聲包含的范圍更廣，它既包括電路內部產生的噪聲，也包括來自電路外部的干擾。這種疊加在有用信號上的外部干擾噪聲可能是隨機的，也可能是確定性的。本書所討論的噪聲，包括電路內部的固有噪聲和外部干擾噪聲。

為表征信號的優劣，在信號中把有用信號成分S的有效值與噪聲成分N的有效值之比叫做信號噪聲比，簡稱信噪比SNR：

由于測量的不確定性或誤差等于1/SNR，所以信噪比越高，測量誤差越小。

信號通過一個放大器或者一個測試系統時，若信噪比得到改善，則其數量關系可用信噪改善比來衡量，其定義為輸出信號信噪比與輸入信號信噪比的比值：

對白噪聲而言，噪聲電壓正比于噪聲帶寬的平方根。因此，當系統為單位增益（即S）時，信噪改善比又可表示為

式中，為系統的輸入噪聲帶寬；為系統的輸出噪聲帶寬。

從式（2-2-3）可知，系統的輸出噪聲帶寬越窄，則信噪比改善越有效。因此，為了提高信噪比，在保證有用信號必要的通頻帶情況下，系統的帶寬越窄越好。