抵抗雑音計算機

絶対零度より高い温度にある抵抗では、電荷担体が絶えず熱運動しているため、ランダムな電気的変動が生じます。この避けられない現象をジョンソン・ナイキスト雑音、熱雑音、または抵抗雑音と呼びます。電圧を加えていない理想抵抗にも存在し、増幅器、センサー、無線受信機、測定機器、通信システムの基本的な雑音フロアを決めます。 開放端雑音電圧の実効値は、ボルツマン定数、絶対温度、抵抗値、帯域幅の積を四倍した値の平方根です。この計算機では、ボルツマン定数の厳密な SI 値である 1.380649 × 10^-23 ジュール毎ケルビンを使用します。等価短絡雑音電流は、ボルツマン定数、温度、帯域幅の積を四倍して抵抗値で割った値の平方根です。整合負荷へ供給できる雑音電力は、ボルツマン定数、温度、帯域幅の積です。 雑音は帯域幅の平方根に比例して増加します。帯域幅を二倍にしても RMS 電圧は二倍にはならず、二の平方根倍になります。雑音電圧は抵抗値と温度の平方根にも比例します。雑音電流は抵抗値に対して逆の傾向を示します。同じ雑音源をテブナンの電圧モデルでもノートンの電流モデルでも表せるためです。電圧雑音密度は帯域幅の項を除いた量で、単位はボルト毎平方根ヘルツです。部品間の比較に便利です。 室温で 10 キロオームの抵抗が 20 キロヘルツの音声帯域に生む雑音は数マイクロボルト RMS 程度ですが、高利得のマイクプリアンプでは無視できない場合があります。50 オームの無線システムは電圧雑音密度が低くても、数百メガヘルツ以上の帯域幅では積分された総雑音が大きくなります。そのため、用途が許せば帯域幅を狭めることは信号対雑音比を改善する有効な方法です。 この式は、理想抵抗、熱平衡、古典的な白色雑音の近似が成り立つ周波数範囲を前提とします。実際の部品や能動素子には、過剰雑音、ショット雑音、フリッカー雑音、干渉、増幅器の入力雑音も加わります。温度は摂氏ではなくケルビンで入力してください。計算した熱雑音を総合的な雑音バジェットの一項として扱い、独立した RMS 雑音源は二乗和平方根で合成し、各段の伝達利得とフィルタリングを考慮してください。