什么是噪声温度?

您所在的位置:网站首页 绝对零度计算公式 什么是噪声温度?

什么是噪声温度?

2024-07-16 10:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

  在信号处理系统中,我们经常会听到噪声温度这个概念,而且噪声温度的量纲也是K(凯氏温度), 那噪声温度是什么意思呢?为什么会用温度来衡量噪声的大小?

K和℃的换算关系:

[℃] = [K] - 273.15

我们常说的绝对零度就是−273.15℃,即0K。

  首先,要明确的一点是:噪声温度其实就是噪声功率的一种表示方法,至于为什么要用温度来表示功率大小?直接用功率不好么?

  要解释噪声温度,就要从噪声说起。

  根据噪声产生的机理,大致可以分为五大类:热噪声(Thermal Noise),散粒噪声(Shot Noise),闪烁噪声(Flicker Noise),等离子体噪声(Plasma Noise),量子噪声(Quantum Noise)。

  热噪声是最基本的一种噪声,可以说是无处不在的。热噪声又称为Johanson或Nyquist噪声,是由电子的热运动产生的。在绝对零度(0 K)以上,就会存在自由电子的热运动。因此,现实中的所有器件,都会产生热噪声。热噪声的功率谱密度不随频率变化,称为白噪声,又因服从Gauss概率密度分布,所以又称为高斯白噪声。

  将一个电阻置于温度为T (开尔文温度)的环境中,电阻中的自由电子随机运动,动能与温度T成正比。电子的随机运动会产生小的随机电压波动,此时电阻相当于一个噪声源。随机电压的有效值为

V n = 4 h f B R e h f / k T − 1 V_{n}=\sqrt{\frac{4 h f B R}{e^{h f / k T}-1}} Vn​=ehf/kT−14hfBR​ ​ 其中,

h--普朗克常数,用以描述量子大小, h=6.62607015×10-34 J·s k---玻尔兹曼常数,是有关于温度及能量的一个物理常数,k=1.38064852x10^-23 J/K T--开尔文温度 B--系统带宽 f--系统中心频率 R--电阻阻值

该公式在RF频段,可以根据Rayleigh-Jeans(瑞利-琼斯)进行近似,由于hf



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3