信號與噪聲加失真比

信號與噪聲加失真比（Signal-to-Noise and Distortion ratio，簡稱 SINAD 信噪失真比）是電子工程領域的一個關鍵指標，用于衡量信號的質量。它定義為信號功率與噪音和失真總功率之比，通常以分貝（dB）為單位表示。公式為：

$\mathrm {SINAD} =10\log _{10}{\frac {P_{\text{signal}}+P_{\text{noise}}+P_{\text{distortion}}}{P_{\text{noise}}+P_{\text{distortion}}}},$

對於SINAD，存在多種定義：

• 定義1: 接收到的總功率與噪聲加失真功率之比。
• 定義2: 測試信號（通常為正弦波）的功率與殘餘接收功率（噪聲加失真功率）之比。 此定義下，SINAD可能小於1。該定義常用於計算數字模擬轉換器（DAC）和模擬數字轉換器（ADC）的有效位數（ENOB）。

應用領域

SINAD 是評估無線電接收機、音頻放大器和其他信號處理設備性能的重要參數。它擴展了信噪比（SNR）的概念，不僅考慮信號中的噪聲，還包括設備引入的失真。

• 高 SINAD 值表明信號清晰，設備性能優秀。
• 低 SINAD 值則表明信號被噪聲或失真顯著污染。

常見參考值

在通信系統中，最低可接受的 SINAD 通常為 12 dB，這相當於信號功率是噪聲加失真功率的 15.85 倍。在音頻設備中，高品質放大器的 SINAD 一般超過 100 dB，而頂級設備甚至可能超過 120 dB。

測量方法

為了測量 SINAD，通常使用標準測試信號（例如正弦波）輸入到設備中，並在輸出端測量噪聲和失真功率。步驟如下：

1. 提取設備輸出的總信號功率。
2. 去除基波分量以獲得噪聲加失真的功率。
3. 計算信號功率與噪聲加失真功率的比值。

現代測量設備通常使用快速傅里葉變換技術，可高效分離信號、噪聲和失真分量。

與其他指標的關係

• 信噪比（SNR）：SINAD 是 SNR 的擴展形式，後者不考慮失真。
• 總諧波失真加噪聲（THD+N）：THD+N 是 SINAD 的倒數，通常用於描述失真特性。

重要性

在高保真音頻和高性能通信系統中，高 SINAD 值尤為重要。它能夠反映設備對信號質量的保真程度，是優化音頻和射頻設備性能的關鍵指標。

參見

• 信噪比
• 總諧波失真