电阻噪声计算器

任何温度高于绝对零度的电阻，都会因电荷载流子持续的热运动而产生随机电波动。这种不可避免的现象称为约翰逊奈奎斯特噪声、热噪声，或简称电阻噪声。即使理想电阻未施加电压，也会存在这种噪声，它构成放大器、传感器、无线电接收机、测量设备和通信系统的基本噪声基底。 开路噪声电压的均方根值，等于玻尔兹曼常数、绝对温度、电阻和带宽乘积的四倍再开平方。本计算器采用玻尔兹曼常数的精确 SI 值，即 1.380649 × 10^-23 焦耳每开尔文。等效短路噪声电流为玻尔兹曼常数、温度和带宽乘积的四倍除以电阻后开平方。传送至匹配负载的可用噪声功率为玻尔兹曼常数、温度和带宽的乘积。 噪声随带宽的平方根增长。带宽加倍不会使 RMS 电压加倍，而是使其乘以二的平方根。噪声电压也随电阻和温度的平方根增长。噪声电流随电阻的变化方向相反，因为同一噪声源可用戴维南电压模型或诺顿电流模型表示。电压噪声密度去除了带宽项，单位为伏特每根号赫兹，便于比较不同元件。 在室温下，10 千欧电阻在 20 千赫音频带宽内仅产生几微伏 RMS 噪声，但这对高增益麦克风前置放大器仍可能很重要。50 欧姆无线电系统的电压噪声密度较低，但数百兆赫甚至更宽的带宽会积累可观的总噪声。因此，在应用允许时，缩窄带宽是提高信噪比最有效的方法之一。 该公式假设电阻理想、处于热平衡，且频率范围适用经典白噪声行为。实际元件和有源器件还会引入过量噪声、散粒噪声、闪烁噪声、干扰以及放大器输入噪声。温度必须以开尔文而非摄氏度输入。应将计算出的热噪声作为完整噪声预算中的一项，用平方和开平方的方式合并独立的 RMS 噪声源，并考虑每一级的传输增益与滤波作用。