Wet van Shannon-Hartley: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
kGeen bewerkingssamenvatting
Madyno (overleg | bijdragen)
geen punt achter alleenstaande formule
Regel 4:
De ''shannoncapaciteit'' <math>C</math> is de [[kanaalcapaciteit]] of [[bitrate]] die wordt gegeven door:
 
:<math>C = \mathrm{B} \cdot \log_2 \left( 1+\mathrm{\frac{S}{N}} \right)</math>.
 
Daarin is:
Regel 13:
 
Voor grote signaal-ruisverhoudingen <math>\mathrm{S \gg N}</math> kan de formule worden benaderd door:
:<math>C = 3{,}32 \cdot \mathrm{B} \cdot \log_{10} \mathrm{\frac{S}{N}}</math>.
 
Voor kleine signaal-ruisverhoudingen <math>\mathrm{S \ll N}</math> kan de formule worden benaderd door:
:<math>C = 1{,}44\cdot\mathrm{B} \cdot \mathrm{\frac{S}{N}}</math>.
 
De wet is in [[1948]] door Shannon gepubliceerd en onder andere gebaseerd op werk van Hartley, die een wet formuleerde die zei dat informatie proportioneel is met het product van tijd en bandbreedte.
 
== Voorbeelden ==
Het niveauverschil <math>L</math> in [[Decibel (eenheid)|decibel]] voor vermogensverhoudingen <math>\frac{I_1}{I_0}</math> is gedefinieerd door <math>L = 10 \cdot ^{10}\!\log \left(\frac{I_1}{I_0}\right)</math>, in dB.
 
* Een [[Telefonie|telefoonlijn]] heeft een typische bandbreedte van 3000 [[Hertz (eenheid)|Hz]] en een signaal-ruisverhouding van 30&nbsp;dB ofwel een signaal-ruisvermogensverhouding van 1000. Nu geldt {{nowrap|1= C = 3000·log<sub>2</sub>1001}} ≈ 30.000 bits per seconde ofwel {{nowrap|30 kb/s}}.
* De benodigde bandbreedte voor het videosignaal van Europese analoge [[PAL-regio|PAL]] televisiekanalen met 625 lijnen is 5&nbsp;MHz. Voor een ruisvrij beeld is een signaal-ruisverhouding van minimaal 45&nbsp;dB noodzakelijk.
* Het gehele televisiekanaal heeft inclusief geluid een bandbreedte nodig van 7&nbsp;MHz. Dezelfde omroepkwaliteit met digitale video, gecodeerd met MPEG-2, benodigd ruwweg een [[bitrate]] van maximaal {{nowrap|6,3 Mb/s}} inclusief het geluid bij een signaal-ruisverhouding van minimaal 32&nbsp;dB. DezeHet 32&nbsp;dBniveauverschil komt<math>L</math> overeenin met[[Decibel een(eenheid)|decibel]] vermogensratiovoor vermogensverhoudingen <math>\mathrm{SI_1/N}I_0</math> vanis 1584gedefinieerd : 1.door <math>L = 3210 \cdot ^{10}\!\log (I_1/I_0)\,\text{dB}</math>, enzodat 32&nbsp;dB overeenkomt met een vermogensratio <math>\fracmathrm{I_1}{I_0S/N} = 1584</math>. De bandbreedte is dan:
 
::<math>\mathrm{B} = \frac{C}{\log_2(1+\mathrm{S/N})} = 6{,}3\cdot 10^6 / \log_2 1585 = 592.647\, \text{Hz} \approx 0{,}6\, \text{MHz}</math>
:<math>\mathrm{B} = 6{,}3\cdot 10^6 / \log_2 1585 = 592.647\, \text{Hz} \approx 0{,}6\, \text{MHz}</math>
 
: Uit dit voorbeeld blijkt dat analoge televisie ten opzichte van kwalitatief dezelfde digitale variant niet bandbreedte-efficiënt is oftewel niet [[Spectrale efficiëntie|spectraal efficiënt]].
 
== Toepassing ==