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公式

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結果

信号対雑音比(SNR)
20
デシベル(dB)
電力比(P_signal / P_noise) 100

信号対雑音比(SNR)とは?

信号対雑音比(SNR)とは、目的とする信号のレベルと、背景に存在するノイズ(雑音)のレベルを比べたものです。電子工学、オーディオ、通信、画像処理など幅広い分野で、品質を測るうえで欠かせない指標として使われています。SNRが大きいほど信号はクリアで聞き取りやすく(見やすく)なり、逆にSNRが小さいと、知りたい情報がノイズに埋もれてしまいます。信号とノイズのレベルは何桁にもわたって変化するため、SNRはデシベル(dB)で表すのが一般的です。

ノイズフロア上のクリーンな信号とノイズの多い信号を示す波形
SNRは、目的の信号レベルとバックグラウンドのノイズフロアを比較します。

この計算ツールの使い方

信号電力(\(P_{\text{signal}}\))と雑音電力(\(P_{\text{noise}}\))を、同じ単位(ミリワット、ワットなど、揃った電力単位)で入力してください。本ツールは両者を割って電力比(リニア値)を求め、それをデシベルに変換します。入力値はどちらも正の数である必要があり、雑音電力をゼロにすることはできません。

計算式の解説

計算には $$\text{SNR}_{\text{dB}} = 10 \cdot \log_{10}\!\left(\frac{\text{Signal Power}}{\text{Noise Power}}\right)$$ を用います。デシベルは対数に基づく「比」の単位なので、10 dBごとに電力が10倍になります。この「10倍」という係数は電力の比に対して適用される点に注意してください。振幅や電圧を扱う場合は、係数20を使うことになります。

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デシベル単位のSNRの式の内訳:雑音電力に対する信号電力の常用対数の10倍
SNRの式:信号対雑音電力比の常用対数の10倍。

計算例

たとえば、信号電力が100 mW、雑音電力が1 mWだとします。電力比は \(100/1 = 100\) です。これを式に当てはめると $$\text{SNR}_{\text{dB}} = 10 \cdot \log_{10}(100) = 10 \cdot 2 = 20\ \text{dB}$$ となります。これは、信号が強くクリアであることを示しています。

よくある質問(FAQ)

SNRはどれくらいあれば「良い」と言えますか? 用途によって異なります。オーディオでは60 dB以上あれば非常に優秀とされ、多くのデジタル通信では誤り訂正と組み合わせることで10〜20 dB程度でも十分に使える場合があります。

SNRはマイナスになることもありますか? はい。雑音電力が信号電力を上回ると、比が1を下回り、dB値はマイナスになります。これは信号がノイズに埋もれている状態を意味します。

必ずワット(W)を使う必要がありますか? いいえ。SNRは「比」なので、単位が揃ってさえいればどんな電力単位でも構いません。両方の入力で同じ単位を使うことだけ気をつけてください。

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