ELEMANIA
TLC - Rumore
Definizione e misura

In elettronica il rumore (noise) è l'insieme di segnali in tensione o corrente elettrica indesiderati che si sovrappongono al segnale utile trasmesso su un canale.

Il rumore può essere prodotto all'interno degli stessi dispositivi elettronici (come nel caso ad esempio del rumore termico, generato dall'agitazione termica casuale dei portatori di carica in un conduttore) oppure può provenire dall'esterno (come nel caso delle inteferenze fra diversi segnali trasmessi oppure del rumore atmosferico causato da fenomeni elettrici nell'atmosfera). In entrambi i casi il rumore può essere in generale schematizzato come un segnale indesiderato di natura casuale che si somma al segnale utile desiderato.

Il rapporto segnale/rumore, spesso abbreviato con la sigla inglese SNR (Signal to Noise Ratio) o S/N, mette in relazione la potenza del segnale utile rispetto a quella del rumore. In formule:

SNR = Psegnale/Prumore

ovvero in decibel:

SNRdB = 10 log(Psegnale/Prumore)

In generale tanto più alto è il rapporto segnale/rumore, tanto minore è l'effetto del rumore sulla trasmissione. La tabella seguente fornisce i requisiti minimi standard del rapporto segnale rumore per alcune situazioni tipiche di segnali audio:

Segnale Rapporto segnale/rumore
Voce appena intelleggibile 5-10 dB
Voce con qualità telefonica 25-35 dB
Trasmissione radio AM 40-50 dB
Audio ad alta fedeltà 55-65 dB

 

Rumore nella trasmissione analogica e digitale

Nel caso di segnali analogici è spesso impossibile separare il rumore dal segnale utile. Talvolta è possibile usare dei filtri di soppressione del rumore, ma questo si può fare solo quando la banda di frequenze del rumore è separata dalla banda del segnale utile (in caso contrario il filtro eliminerebbe il segnale utile insieme con il rumore).

Nella trasmissione in digitale invece il rumore non peggiora la qualità del segnale a condizione che la sua ampiezza non sia tanto grande da rendere indistinguibili i livelli alti e basso del segnale stesso. Infatti il segnale digitale rumoroso può essere rigenerato (per esempio usando un semplice rilevatore di soglia) eliminando in tale modo la presenza del rumore stesso:

Altre tecniche per ridurre le possibilità di errori dovuti al rumore (o ad altre cause) nella trasmissione digitale fanno uso di ridondanze nella trasmissione (per esempio trasmettendo più bit di quelli strettamente necessari oppure prevedendo la possibilità di ritrasmettere il segnale in caso di errore) e di controlli software per la correzione dell'errore.

Ad esempio un sistema molto semplice e molto usato per il controllo degli errori nei sistemi digitali è il cosiddetto bit di parità. In pratica viene aggiunto un bit a ogni gruppo di bit trasmessi in modo tale che il numero totale di bit uguali a 1 risulti sempre pari (si parla in questo caso di parità pari) o dispari (parità dispari). Si supponga ad esempio di voler trasmettere il dato a 7 bit

1101001

Contando il numero di bit a 1 risulta che ci sono 4 uno nel numero. In fase di trasmissione viene aggiunto un bit di controllo (detto bit di parità). Supponiamo per esempio di voler usare la cosiddetta parità pari. In questo caso il bit di controllo vale 0 poiché il numero di bit a 1 è già pari. dunque viene trasmesso il numero binario:

01101001

dove il primo zero è il bit di controllo di parità.

Se durante la trasmissione per errore uno dei bit del pacchetto viene modificato (passando da 0 a 1 o viceversa) il ricevitore se ne può accorgere semplicemente verificando la parità (e, in caso di errore, può richiedere la ritrasmissione del pacchetto).

Con questa tecnica non è possibile sapere quale bit è stato eventualmente modificato né è possibile correggere errori su più di un bit (a tale scopo bisogna ricorrere a tecniche di correzione degli errori più raffinate).

precedente - successiva

Sito realizzato in base al template offerto da

http://www.graphixmania.it