電阻雜訊計算器

任何溫度高於絕對零度的電阻，都會因載子持續的熱運動而產生隨機電氣波動。這種無法避免的現象稱為強生奈奎斯特雜訊、熱雜訊，或簡稱電阻雜訊。即使理想電阻未施加電壓，也會存在這種雜訊，它構成放大器、感測器、無線電接收器、量測設備與通訊系統的基本雜訊底限。 開路雜訊電壓的均方根值，等於波茲曼常數、絕對溫度、電阻與頻寬乘積的四倍再開平方。本計算器採用波茲曼常數的精確 SI 值，即 1.380649 × 10^-23 焦耳每克耳文。等效短路雜訊電流為波茲曼常數、溫度與頻寬乘積的四倍除以電阻後開平方。傳送至匹配負載的可用雜訊功率為波茲曼常數、溫度與頻寬的乘積。 雜訊隨頻寬的平方根增加。頻寬加倍不會使 RMS 電壓加倍，而是使其乘以二的平方根。雜訊電壓也隨電阻與溫度的平方根增加。雜訊電流隨電阻變化的方向相反，因為同一雜訊源可用戴維寧電壓模型或諾頓電流模型表示。電壓雜訊密度去除了頻寬項，單位為伏特每根號赫茲，方便比較不同元件。 室溫下，10 千歐姆電阻在 20 千赫茲音頻頻寬內僅產生幾微伏特 RMS 雜訊，但對高增益麥克風前置放大器仍可能有影響。50 歐姆無線電系統的電壓雜訊密度較低，但數百兆赫茲以上的頻寬會累積可觀的總雜訊。因此，在應用允許時，縮窄頻寬是改善訊噪比最有效的方法之一。 此公式假設電阻理想、處於熱平衡，且頻率範圍適用古典白雜訊行為。實際元件與主動元件還會引入額外雜訊、散粒雜訊、閃爍雜訊、干擾及放大器輸入雜訊。溫度必須以克耳文而非攝氏輸入。請將算出的熱雜訊視為完整雜訊預算中的一項，以平方和開平方合併獨立的 RMS 雜訊源，並納入每一級的傳輸增益與濾波作用。