Calculateur de bruit de résistance

Toute résistance au-dessus du zéro absolu produit des fluctuations électriques aléatoires, car les porteurs de charge sont en mouvement thermique permanent. Ce phénomène inévitable est appelé bruit Johnson-Nyquist, bruit thermique ou simplement bruit de résistance. Il existe même dans une résistance idéale sans tension appliquée et fixe un plancher de bruit fondamental pour les amplificateurs, capteurs, récepteurs radio, appareils de mesure et systèmes de communication. La tension de bruit efficace en circuit ouvert est la racine carrée de quatre fois le produit de la constante de Boltzmann, de la température absolue, de la résistance et de la bande passante. Ce calculateur utilise la valeur SI exacte de la constante de Boltzmann, soit 1.380649 fois 10^-23 joules par kelvin. Le courant de bruit équivalent en court-circuit est la racine carrée de quatre fois le produit de la constante de Boltzmann, de la température et de la bande passante, divisé par la résistance. La puissance de bruit disponible sur une charge adaptée est le produit de la constante de Boltzmann, de la température et de la bande passante. Le bruit augmente avec la racine carrée de la bande passante. Doubler celle-ci ne double pas la tension RMS : cela la multiplie par la racine carrée de deux. La tension de bruit croît aussi avec la racine carrée de la résistance et de la température. Le courant de bruit évolue en sens inverse avec la résistance, car une même source peut se représenter par un modèle de tension de Thévenin ou de courant de Norton. La densité de bruit en tension supprime le terme de bande passante et s'exprime en volts par racine carrée de hertz, ce qui facilite la comparaison des composants. À température ambiante, une résistance de 10 kilohms sur la bande audio de 20 kilohertz ne produit que quelques microvolts RMS, mais cela peut compter dans un préamplificateur de microphone à fort gain. Un système radio de 50 ohms présente une densité de tension plus faible, mais une bande de plusieurs centaines de mégahertz ou davantage intègre un bruit total important. Réduire la bande passante est donc l'un des moyens les plus efficaces d'améliorer le rapport signal sur bruit lorsque l'application le permet. La formule suppose une résistance idéale, l'équilibre thermique et une plage de fréquences où le modèle classique de bruit blanc s'applique. Les composants réels et les dispositifs actifs ajoutent du bruit excédentaire, du bruit de grenaille, du bruit de scintillation, des interférences et du bruit d'entrée d'amplificateur. La température doit être saisie en kelvins, et non en degrés Celsius. Intégrez la contribution thermique calculée au bilan de bruit complet, combinez les sources RMS indépendantes par la racine de la somme des carrés et tenez compte du gain de transfert et du filtrage à chaque étage.