电阻的固有噪声(热噪声)

2024-01-18 21:58
文章标签 噪声 电阻 热噪声 固有

本文主要是介绍电阻的固有噪声(热噪声),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

电阻的固有噪声是指其自身产生的噪声,包括热噪声和过剩噪声。热噪声亦称白噪声,是由导体中电子的热震动引起的,它存在于所有电子器件和传输介质中。它是温度变化的结果,但不受频率变化的影响。热噪声是在所有频谱中以相同的形态分布,它是不能够消除的,由此对通信系统性能构成了上限。

热噪声器的热噪声电压可以表示为: R是,T是绝对温度,B是频率带宽,k是玻尔兹曼常数。在一定的温度和阻值之下:

Vn=4kTRB^{1/2}==√4KBRT

R是,T是绝对温度,B是频率带宽,k是玻尔兹曼常数。在一定的温度和阻值之下,就产生了热噪声。

热噪声属于电阻器的本征噪声,无法避免也无法消除。

 

噪声电压大小与电阻阻值,带宽和温度(开尔文)的平方根成比例关系。我们通常会量化其每1Hz带宽内的噪声,也就是其频谱密度。电阻噪声在理论上是一种“白噪声”,即噪声大小在带宽内是均等的,在每个相同带宽内的噪声都是相同的。

总噪声等于每个噪声的平方和再开平方。我们常常提到的频谱密度的单位是 V/root-Hz 。对于1Hz带宽,这个数值就等于噪声大小。对于白噪声,频谱密度与带宽开方后的数值相乘,可以计算出带宽内总白噪声的大小。为了测量和量化总噪声,需要限制带宽。如果不知道截止频率,就不知道应该积分到多宽的频带。

 噪声产生的源头在于电阻的导体中电子热运动,热运动是随机的,一个电子在某个瞬间朝某个方向以速度V飞行(这可以等效为一个电流),当他撞倒某个原子,因为电子质量太轻,被反弹到另外一个方向……如此周而复始。由于电子热运动的自由程很短(自由程的概念参考物理学教材),因此这个电流持续的时间也很短,可以看作是一个电流脉冲,而一个脉冲就可以用数学上的冲击函数来描述。
    在导体内部,所有的N个电子都在热运动,综合来看,由热运动产生的导体的电流就是N个电子的冲击函数的叠加,在某个瞬间,朝某个方向的热运动可能略占优势,因此就产生了沿这个方向的负电流(因为电子带负电荷),但是作为一个正态随机过程,从长时间的平均值来看,任何方向都不可能占优势,平均值为0,这就是我们观察到的导体电阻形成的热噪声。

参考文献:

https://www.21ic.com/poc/technical/201712/59174.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/111010370

https://bbs.21ic.com/icview-9867-1-1.html

 

这篇关于电阻的固有噪声(热噪声)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/620377

相关文章

硬件工程师笔试面试——上拉电阻、下拉电阻

目录 1.3、上拉电阻 原理图 1.3.1、定义 1.3.2、作用 1.3.3、工作原理 1.3.4、选择上拉电阻的值 1.3.5、应用场景 1.3.6、与下拉电阻的区别 1.3.7、设计考虑 1.3.8电路设计中的注意事项 1.3.9、与ESD保护的结合 1.3.10、实际应用 1.3.11、上拉电阻在不同电压等级的电路中应该如何选择其阻值? 1.3.12、在设计电路

怎么突破固有思维?

怎么突破固有思维? 1.换角度2.软化术:有趣、正反面3.反常术4.寻找本质5.再定义 1.怎么换角度? 1.其它领域的高手 不要在自己领域寻找高手 比如Theodore Samuel Williams打棒球:严格选球、正确思考、练习练习 2.顶尖公司 如儿童产品可以看迪士尼、乐高 3.不同产品 从苹果、google看社交 4.用户角度 我需要什么?这个方不

笔记 11 : 彭老师课本第 6 章, PWM :原理,datasheet 查阅,相关寄存器说明,上拉电阻,下拉电阻概念

(81) 介绍 PWM : ++ ++ ++ ++本板子上远见,就是一个无源的蜂鸣器: (82) 接着开始查看说明书: ++ ++ (83)介绍 PWM 的工作原理: ++ ++ ++ 每个 PWM 周期结束后都可以重新设置 TCMPBn 与 TCNTBn 寄存器,从而实现更复杂的波形 ,见 sheet 手册。 (84) 接着开

贝叶斯神经网络的前向传播过程中,噪声参数和其他参数考虑 bayesian neural network

在贝叶斯神经网络的前向传播过程中,噪声参数 在贝叶斯神经网络(BNN)中,噪声模拟是量化预测不确定性的关键部分。噪声参数通常用于表示模型的观测不确定性,即数据本身的内在变异性。以下是一些在BNN中常用的噪声模拟方法: 高斯噪声:在许多情况下,观测数据被假设为遵循高斯分布,即正态分布。这种方法在BNN中非常常见,因为它的数学性质使得推断过程相对简单。 Gamma分布:Gamma分布用于模拟噪

RAG噪声的设计及其对大模型问答的作用分析

有趣的大模型中RAG噪声的作用分析 大模型(LLMs)在多个任务上表现出色,但存在依赖过时知识、幻觉等问题。RAG作为一种提高LLM性能的方法,通过在推理过程中引入外部信息来缓解这些限制。 Figure 1 展示了一个来自 NoiserBench 的示例,它阐释了不同类型的 RAG 噪声对大型语言模型(LLM)的影响。这个示例通过一个具体的问题和答案的情境来说明有益噪声和有害噪声对模型性能的不

电容电阻标称值来源

关于电容电阻的使用,只知道有一些所谓的典型值,有助于选型,却不知道这些值是怎么来的。今天查了一下,才发现所谓的“E”规格。“ E ”表示“指数间距”(Exponential Spacing),在上个20世纪的电子管时代,电子元器件厂商为了便于元件规格的管理和选用、大规模生产的电阻符合标准化的要求,同时也为了使电阻的规格不致太多,协商采用了统一的标准组成元件的数值.它的基础是宽容一部定的误差,并以

接地电阻柜高压和低压的选择

在电力系统中,接地电阻柜的选择至关重要。对于高压和低压接地电阻柜的抉择,需综合多方面因素。 考虑系统电压等级。高压系统通常需要更高的绝缘水平和耐受能力,应选择高压接地电阻柜。 依据短路电流大小。较大短路电流的场景,需选用能承受并有效限制电流的相应规格电阻柜。 还要考虑接地故障的频率和持续时间。若故障频繁且持续时间长,高压接地电阻柜更能保障系统稳定。 成本也是一个重要因素。低压接地电阻柜一般

二极管、电阻、电容、电感的种类及作用

系列文章目录 文章目录 系列文章目录前言二极管的种类二极管的作用电容的种类电容的作用电阻的作用电感的作用 前言 参考:这个UP的视频:8位和32位单片机最本质区别,2分钟看懂! 二极管的种类 1.恒流二极管:可以用在恒流驱动LED上 2.普通二极管:整流和线圈续流的领域 3.肖特基二极管:内部不是PN结,是金属和N型半导体,所以更薄,反向耐压也差一些,1

【MRI基础】对比度噪声比CNR概念

​ CNR代表 MRI 中的对比度噪声比。它是通过测量不同组织或感兴趣区域 (ROI) 相对于背景噪声的对比度来评估 MRI 图像质量的指标。更高的 CNR 表示更好的图像质量,因为它表示被比较的区域之间的区别更清晰。 CNR,contrast to noise ratio 基本概念 对比度:这是指图像中两个区域之间的信号强度差异。例如,它可能是肿瘤S1与周围健康组织上之间的差异

matlab 图像加入高斯噪声和平滑处理练习

图像加入高斯噪声和平滑处理代码 a=imread('lena.jpg');subplot(221);imshow(a);title ('原始图像');Inoise=imnoise(a,'gaussian',0.1,0.004);%对图像加入高斯噪声subplot(222);imshow(Inoise);title('加入高斯噪声后的图像');%定制卷积h=ones(3,3)/5