2.2 信号噪声比及信噪改善比

在电子科学领域，噪声一般有两种：一种是由于电荷载体的随机运动所导致的电压或电流的随机波动；另一种是污染或干扰有用信号的不期望的信号。第二种噪声包含的范围更广，它既包括电路内部产生的噪声，也包括来自电路外部的干扰。这种叠加在有用信号上的外部干扰噪声可能是随机的，也可能是确定性的。本书所讨论的噪声，包括电路内部的固有噪声和外部干扰噪声。

为表征信号的优劣，在信号中把有用信号成分S的有效值与噪声成分N的有效值之比叫做信号噪声比，简称信噪比SNR：

由于测量的不确定性或误差等于1/SNR，所以信噪比越高，测量误差越小。

信号通过一个放大器或者一个测试系统时，若信噪比得到改善，则其数量关系可用信噪改善比来衡量，其定义为输出信号信噪比与输入信号信噪比的比值：

对白噪声而言，噪声电压正比于噪声带宽的平方根。因此，当系统为单位增益（即S）时，信噪改善比又可表示为

式中，为系统的输入噪声带宽；为系统的输出噪声带宽。

从式（2-2-3）可知，系统的输出噪声带宽越窄，则信噪比改善越有效。因此，为了提高信噪比，在保证有用信号必要的通频带情况下，系统的带宽越窄越好。