🔇 S/N比・雑音係数・雑音指数完全ガイド

中学・高校・大学・単位落とした人も分かるステップ解説

🎓 中学生レベル 🏫 高校生レベル 🎓 大学生レベル 😅 単位落とした人用

🎓 中学生レベル:S/N比・雑音って何?

📢 教室の声と雑音

先生の声(信号)が大きいほど、雑音(ざわざわ)が気にならない=S/N比が高い!

S/N比は「信号と雑音の比率」

信号が大きい、雑音が小さいほど良い。

雑音係数・雑音指数は?

「どれだけ雑音が増えたか」を表す指標。

💡 まとめ

S/N比が高いほど「聞きやすい」!雑音係数・雑音指数は「雑音の増え方」を表す。

🏫 高校生レベル:S/N比・雑音係数の式

S/N比の式

$$\text{S/N比} = \frac{\text{信号電力}}{\text{雑音電力}}$$

デシベル表記:$\text{S/N[dB]} = 10 \log_{10} \left( \frac{S}{N} \right)$

雑音係数の式

$$F = \frac{(S/N)_{in}}{(S/N)_{out}}$$

雑音係数$F$は「どれだけS/N比が悪くなったか」を表す。

雑音指数

$$NF[dB] = 10 \log_{10} F$$

雑音係数$F$をデシベルで表したもの。

💡 まとめ

S/N比は「信号と雑音の比率」、雑音係数・雑音指数は「雑音の増え方」を数式で表す。

🎓 大学生レベル:雑音理論と応用

雑音係数の理論

$$F = 1 + \frac{N_a}{G N_s}$$

$N_a$:回路で加わる雑音, $G$:利得, $N_s$:入力雑音

カスケード接続の雑音係数

$$F_{total} = F_1 + \frac{F_2 - 1}{G_1} + \frac{F_3 - 1}{G_1 G_2} + \cdots$$

最初の段の雑音係数が最も重要!

雑音源の種類

熱雑音、ショット雑音、フリッカ雑音など

実用例

受信機の設計、低雑音アンプ(LNA)、通信システムの最適化

💡 まとめ

雑音係数・雑音指数は回路設計で非常に重要。最初の段の雑音を小さくするのがコツ。

😅 単位落とした人用:S/N比・雑音を一から

🤝 まずは「信号と雑音の比」だけ覚えよう!

「信号が大きい、雑音が小さい」=S/N比が高い!
雑音係数・雑音指数は「雑音がどれだけ増えたか」

式は気にしなくてOK

「信号と雑音の比」=S/N比と覚えよう!

雑音係数・雑音指数は「雑音の増え方」

雑音が増えるほど聞きづらくなる。

💡 まとめ

S/N比は「聞きやすさ」、雑音係数・雑音指数は「雑音の増え方」。まずはイメージでOK!

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