Kịch bản âm thanh với SNR tiêu cực

Đối với tất cả các kỹ sư thực hành ngoài kia:

• Bạn đã gặp SNR tiêu cực ở đâu?
• Làm thế nào tiêu cực, tính bằng dB, là nó hoặc được ước tính là?
• Bạn sẽ gặp SNR tiêu cực ở đâu?

Lưu ý: Tôi cũng đang tính tín hiệu nhiễu là nhiễu, vì vậy SNR cũng có thể bao gồm SIR.

Theo kinh nghiệm của riêng tôi, tôi đã thấy SNR tiêu cực trong giao tiếp xe hơi. Có tiếng ồn trên đường, cũng như sự can thiệp của nhiều người nói và âm nhạc. Tôi cũng đã thấy nó trong đầu ra từ điện thoại di động. Tiếng ồn gió đôi khi có thể gây ra một vấn đề đáng kể ở đó, cũng như vô số các can nhiễu trong chế độ loa ngoài.

Tôi đã nghe tin đồn về phép đo đáp ứng xung của phòng âm thanh được thực hiện trong các buổi hòa nhạc. Bạn sẽ cần những người trong phòng nếu bạn muốn sử dụng đáp ứng xung cho âm vang nhân tạo và bạn không muốn căn phòng phát ra tiếng vang quá mức như không có ai trong đó. Khi nhận được tại micrô, tín hiệu sẽ là tín hiệu kiểm tra giống như tiếng ồn khá yên tĩnh và âm nhạc, âm thanh từ mọi người và tiếng ồn của thiết bị sẽ là tiếng ồn . Vì đáp ứng xung trong thực tế chỉ dài vài giây, nên tín hiệu kiểm tra lặp đi lặp lại có thể được sử dụng. Ghi âm sẽ được tích lũy vào một bộ đệm tròn. Bởi vì nhiễu có tương quan trung bình bằng 0 với những gì đã được ghi lại trong bộ đệm, biên độ bình phương trung bình gốc của nó sẽ tăng trung bình là$\sqrt{N}$ cho $N$ chu kỳ ghi, trong khi biên độ vuông trung bình gốc của tín hiệu sẽ tăng lên khi $N$. Vào cuối phiên, giải mã được sử dụng để có được từ phản hồi tín hiệu thử nghiệm đến đáp ứng xung. Đối với tín hiệu kiểm tra phẳng phổ như chuỗi có độ dài tối đa (MLS), nó đủ để kết hợp với tín hiệu ngược của tín hiệu kiểm tra. Đối với một bộ đệm của$M$ mẫu điểm đạt được giải mã là $M$ cho tín hiệu và $\sqrt{M}$cho tiếng ồn. Kết hợp lợi ích từ sự lặp lại và giải mã và giả sử tần số lấy mẫu là 44,1 kHz, chúng ta có được thời gian ghi$t$ chênh lệch độ lợi phụ thuộc của $20\log_{10}\left(\frac{44.1\text{ kHz }\times\ t}{\sqrt{44.1\text{ kHz }\times\ t}}\right)$ dB giữa hai:

Hình 1. Độ tăng tỷ số tín hiệu / nhiễu (SNR) cho phép đo đáp ứng xung trong phòng như là một hàm của thời gian ghi.

Đoán một số con số cho kịch bản "dễ dàng", nếu chúng ta bắt đầu với tín hiệu ở mức áp suất âm thanh (SPL) là 30 dB và tiếng ồn ở 60 dB SPL là SNR bắt đầu -30 dB, trong 1 giờ ghi âm nhận được SNR là 52 dB, tăng rất chậm sau đó, tăng 10 dB cho mỗi lần tăng 10 lần của thời gian ghi. 52 dB đã hữu ích cho âm vang nhân tạo.

Khi tôi đang làm việc trên dữ liệu SONAR, chế độ SNR thú vị là -30dB đến -20dB.

Đối với bài báo cụ thể này, trước tiên chúng tôi đã cố gắng tìm hình dạng của mảng hydrophone được kéo, sau đó sử dụng hình dạng ước tính đó để cải thiện ước tính ổ trục.

Hình 3 từ bài báo bao gồm dưới đây để minh họa.

Loa và những thứ như Amazon Echo. Âm nhạc từ Echo ở micrô có thể lớn hơn 20 dB hoặc hơn âm thanh mà nó đang cố gắng thu vào.