科普小课堂：噪声是什么，你“噪”吗？

Hey，各位音频发烧友们当我们沉醉于视听世界里震撼的音效时又是否深入了解过噪声是什么

今天，让我们一起揭开噪声的神秘面纱，探寻音频世界的无穷魅力！

在音频世界里，噪声的简单定义就是：“在处理过程中设备自行产生的随机信号”，这些信号与输入信号无关。

在音频芯片中，有哪些关于“噪声”的参数与指标？

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信噪比（SNR）

信噪比是衡量系统性能的重要指标，它反映了有用信号与背景噪声之间的强度关系。

对于音频设备来说，信噪比是一个比较重要的参数，它指音源产生最大不失真声音信号强度与同一时刻背景噪音强度之间的比率，即信号噪声比，简称信噪比（SIGNAL-NOISE RATIO），通常以S/N或者SNR表示，单位为分贝（dB）。

信噪比越高表示底噪控制得越好，现在的音频设备一般都能达到60dB以上。

因为在大多数应用中，信噪比越大，就越能提供更清晰的信号、更低的失真、更高的带宽效率和更好的通信可靠性。例如，在无线通信、音频设备如麦克风中，高信噪比意味着设备能更好地区分信号和噪声，捕获更清晰、真实的音频。具体到某些设备如无线领夹麦克风，信噪比超过70dB被认为是表现良好，而80dB以上则是优秀。

而信噪比低时，小信号输入时噪音严重，整个音域的声音明显感觉是混浊不清，所以信噪比低于80dB的有源音箱不建议购买，而低音炮70dB的低音炮同样原因不建议购买。

为提高SNR，人们会采用提高信号发射功率、优化接收端处理算法、使用噪声抑制技术等手段，同时需考虑功耗、成本、复杂度等限制。

然而，信噪比过高可能对信号产生不利影响。因此，有必要依据具体应用场景选择适当的信噪比。

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总谐波失真加噪声（THD+N）

THD+N是英文Total Harmonic Distortion +Noise 的缩写，译成中文是“总谐波失真加噪声”。它是输出模拟信号的音频设备的一个主要性能指标。
 

理想的音频功率放大器，若不考虑该功率放大器的增益大小，输入一定频率的正弦波信号，其输出也应该是没有失真（波形没有变形）、没有噪声的正弦波信号。但真实的音频功率放大器的输出音频信号总会有一点失真，并且叠加了噪声（在正弦波上叠加了高频杂波）。这种失真是较小的，从波形图中也难看出来，只有用失真仪才能测出。波形的失真是由于在正弦波上加了多种高次谐波造成的（如3次谐波、5次谐波等）所以称为总谐波失真。理想的音频功率放大器没有谐波失真及噪声，所以THD+N=0。实际的音频功率放大器有各种谐波造成的失真及由器件内或外部造成的噪声，它有一定的THD+N的值。这个值一般在0.000n%-10%之间(n=1～9)。从输出信号的频谱上分析，除了基波及各次谐波外，还有噪声的影响，音频设备噪声是随机噪声，通常用宽带白噪声表示。如图所示：包含宽带白噪声的输出信号频谱
 

实际的音频功率放大器有各种谐波造成的失真及由器件内或外部造成的噪声，它有一定的THD+N的值。这个值一般在0.000n%-10%之间(n=1～9)。既然THD+N是表示失真+噪声，因此THD+N自然是越小越好。但这个指标是在一定条件下测试的。同一个音频功率放大器，若改变其条件，其THD+N的值会有很大的变动。要降低音频设备的THD+N值，可以考虑以下几种方法：①改进设计和材料选择②减少驱动功率③使用数字信号处理器DSP ④使用外部音频解码器或DAC数字模拟转换器 ⑤优化信号路径