Výpočet šumového RMS napätia pre prvok obvodu pre danú šírku pásma, odpor a teplotu.
Každý komponent obvodu, ktorý je nad absolútnou nulou, produkuje tepelný šum, nazývaný aj Johnsonov šum. To znamená, že jednoduchý rezistor môže produkovať biely šum v obvode akéhokoľvek zosilňovača. Jediný spôsob, ako tento šum znížiť, je znížiť teplotu obvodu alebo minimalizovať odpor. Tento šum nezávisí od materiálového zloženia rezistora.
Definícia
Johnsonov-Nyquistov šum (tepelný šum, Johnsonov šum alebo Nyquistov šum) je elektronický šum, ktorý vzniká tepelným rozrušením nosičov náboja (zvyčajne elektrónov) vo vnútri elektrického vodiča v rovnovážnom stave, ku ktorému dochádza bez ohľadu na použité napätie. Tento šum sa nazýva viacerými názvami, pretože ho ako prvý zistil a zmeral Johnson B. Johnson a neskôr ho vysvetlil Harry Nyquist, avšak v Japonsku sa často označuje ako tepelný šum. Zo spektra FFT je zrejmé, že hustota výkonu zostáva takmer konštantná až do 10-20 kHz, čo zodpovedá šírke pásma nášho zosilňovača. Johnsonov šum je preto príkladom "bieleho šumu".
Táto kalkulačka vypočíta šumové RMS napätie pre prvok obvodu pre danú šírku pásma, odpor a teplotu.
Vzorec výpočtu
Vzorec pre výpočet efektívnej (RMS) hodnoty šumu vo vodiči môžete zapísať nasledovne:
Vn(RMS) = √(4 * KB * T * R * (F2 - F1))
kde:
- Vn(RMS) je efektívna hodnota šumu vo vodiči v zjednodušenej forme (v RMS)
- KB je Boltzmannova konštanta (1,38 × 10^-23 J/K)
- T je teplota vodiča v kelvinoch (K)
- R je odpor vodiča v ohmoch (Ω)
- F2 a F1 sú horná a dolná frekvenčná hranica šumového pásma (Hz)
Celý vzorec môžete zapísať aj s jednotkami:
Vn(RMS) [V] = √(4 * KB [J/K] * T [K] * R [Ω] * (F2 - F1) [Hz]) [V]
Dôležité je dodržať správne jednotky a zápis jednotiek spolu s hodnotami.
