Rapport signal-sur-bruit et bande passante : mise au point

Signal-to-noise ratio and bandwidth: a common misconception

Service Hospitalier Frédéric Joliot, CEA, Orsay, France

Résumé

Une idée fausse très répandue est que réduire la bande passante (BW) du récepteur réduit le bruit et améliore donc le rapport signal-sur-bruit (S/B) du spectre. Nous essayons d'expliquer simplement ici que c'est inexact pour le spectre (vrai seulement dans le domaine temporel). Réduire BW au plus serré, ce qui est encore très largement pratiqué, comporte plutôt des inconvénients (distorsions, bruit, phasage...) et il y a souvent intérêt, pour cela et d'autres raisons, à sur-échantillonner. Le seul avantage, actuellement souvent faible, est d'épargner de la place de stockage des données. Ce sont d'autres paramètres qui permettent d'améliorer le S/B.

Abstract

A widely diffused misconception is that reducing receiver filter bandwidth (BW) reduces noise levels in spectra and thus improves the signal-to-noise (SNR) ratio. We here try to simply explain why this is wrong in spectra (only true in the time domain). Reducing BW, which still is widely used, rather has disadvantages (for distorsions, noise, phasing...) and over-sampling often is convenient. The only, presently usually small, advantage is saving data storage space. Ways to improve spectral SNR rather are to increase the signal per unit BW, by reducing its bandwidth (influenced by T2 and shim) or to decrease noise per unit BW by reducing the various losses or temperature.