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       信噪比（Signal-to-Noise Ratio，簡(jiǎn)稱 SNR）是信號(hào)傳輸和測(cè)量過(guò)程中的一個(gè)重要指標(biāo)，用于衡量有用信號(hào)與背景噪聲之間的強(qiáng)度比值。這一概念最早起源于通信領(lǐng)域，用以描述信號(hào)在傳輸過(guò)程中所受噪聲干擾的程度。隨著技術(shù)發(fā)展，其應(yīng)用已擴(kuò)展至音頻處理、視頻處理、圖像分析、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等諸多領(lǐng)域，成為評(píng)價(jià)信號(hào)質(zhì)量與系統(tǒng)性能的核心參數(shù)。

       信噪比的核心在于用信號(hào)與噪聲的量化比值來(lái)評(píng)估信號(hào)在噪聲環(huán)境下的質(zhì)量，通常以分貝（dB）表示；數(shù)值越高，信號(hào)相對(duì)噪聲越強(qiáng)，信號(hào)質(zhì)量越優(yōu)。我們舉一個(gè)可視化的信噪比案例，可以直觀地觀察到信噪比對(duì)信號(hào)采集的影響！

       通過(guò)圖像我們可以看到，信噪比越高，觀察到的圖像會(huì)越清晰，呈現(xiàn)的細(xì)節(jié)就會(huì)越多，所以信噪比一般來(lái)說(shuō)是越大越好。然而，任何技術(shù)參數(shù)都存在最優(yōu)值，信噪比亦然，并不是越大越好。我們以光電倍增管的信噪比為例，來(lái)分析一下！

       此時(shí)光電倍增管的信噪比，可以用以下的公式表示：

       光電倍增管的暗電流比較低，我們可以忽略，此時(shí)信噪比可以用以下的公式表示：

       光電倍增管的信號(hào)可以用下式表達(dá)：

       光電倍增管的噪聲可以用下式表達(dá)：

       根據(jù)以上的公式，我們可以得到光電倍增管的信噪比公式：

       由上式我們可以看出，SNR和陰極電流的平方根成正比，與帶寬B的平方根成反比，其中δ是光電倍增管的二次電子發(fā)射系數(shù)，一般為6，我們帶入公式可以得到新的信噪比公式為：

       在不考慮光電倍增管的噪聲和系統(tǒng)的噪聲下，光電倍增管的信噪比和陰極電流、帶寬有關(guān)，所以如果需要好的信噪比，我們需要提高光電倍增管的陰極電流輸出，也就是選擇高量子效率的光電倍增管，同時(shí)在滿足系統(tǒng)帶寬的要求下，選擇更低的帶寬。

       光電倍增管的陰極電流和波長(zhǎng)、陰極材料、光的損耗和傳輸損耗都有直接的關(guān)系，理想的情況是，根據(jù)我們測(cè)試光波長(zhǎng)，選擇一款量子效率最好的探測(cè)器，同時(shí)將探測(cè)的光信號(hào)，能夠更多地導(dǎo)入探測(cè)器中，減少損失，這樣的話，輸出的陰極電流信號(hào)就會(huì)越強(qiáng)，這對(duì)我們的選型和光路設(shè)計(jì)都提出了高的要求。

       在許多高速測(cè)量場(chǎng)景中，信噪比和帶寬二者不可兼得：若一味追求高信噪比，帶寬會(huì)被迫降低，從而影響高速測(cè)量；若一味擴(kuò)大帶寬，信噪比又會(huì)明顯劣化。因此，信噪比這一參數(shù)并非越大越好，而應(yīng)當(dāng)在當(dāng)前系統(tǒng)條件下，綜合考慮帶寬與噪聲，設(shè)計(jì)符合需求的整體指標(biāo)，最終尋得一個(gè)合適的信噪比值。