Calculadora de ruido en resistencias

Toda resistencia por encima del cero absoluto produce fluctuaciones eléctricas aleatorias porque sus portadores de carga están en continuo movimiento térmico. Este fenómeno inevitable se denomina ruido Johnson-Nyquist, ruido térmico o simplemente ruido de resistencia. Existe incluso en una resistencia ideal sin tensión aplicada y establece un nivel mínimo de ruido para amplificadores, sensores, receptores de radio, equipos de medición y sistemas de comunicación. La tensión de ruido eficaz en circuito abierto es la raíz cuadrada de cuatro veces el producto de la constante de Boltzmann, la temperatura absoluta, la resistencia y el ancho de banda. Esta calculadora utiliza el valor SI exacto de la constante de Boltzmann: 1.380649 por 10^-23 julios por kelvin. La corriente de ruido equivalente en cortocircuito es la raíz cuadrada de cuatro veces el producto de la constante de Boltzmann, la temperatura y el ancho de banda, dividido por la resistencia. La potencia de ruido disponible para una carga adaptada es el producto de la constante de Boltzmann, la temperatura y el ancho de banda. El ruido crece con la raíz cuadrada del ancho de banda. Duplicarlo no duplica la tensión RMS, sino que la multiplica por la raíz cuadrada de dos. La tensión de ruido también crece con la raíz cuadrada de la resistencia y la temperatura. La corriente de ruido varía en sentido contrario respecto a la resistencia, ya que una misma fuente puede representarse mediante un modelo de tensión de Thévenin o de corriente de Norton. La densidad de ruido de tensión elimina el término de ancho de banda y se expresa en voltios por raíz cuadrada de hercio, lo que facilita comparar componentes. A temperatura ambiente, una resistencia de 10 kiloohmios en la banda de audio de 20 kilohercios produce apenas unos microvoltios RMS, pero eso puede ser importante en un preamplificador de micrófono de alta ganancia. Un sistema de radio de 50 ohmios tiene menor densidad de tensión, aunque un ancho de banda de cientos de megahercios o más integra un ruido total considerable. Por ello, reducir el ancho de banda es una de las formas más eficaces de mejorar la relación señal-ruido cuando la aplicación lo permite. La fórmula supone una resistencia ideal, equilibrio térmico y un intervalo de frecuencias donde se aplica el comportamiento clásico de ruido blanco. Los componentes reales y los dispositivos activos añaden ruido en exceso, ruido de disparo, ruido de parpadeo, interferencias y ruido de entrada del amplificador. La temperatura debe introducirse en kelvin, no en grados Celsius. Usa la contribución térmica calculada como un término del presupuesto total de ruido, combina fuentes RMS independientes mediante la raíz de la suma de cuadrados y considera la ganancia de transferencia y el filtrado de cada etapa.