Der Rechner zur Umwandlung thermischer Rauschleistung ermittelt die Rauschleistung, die durch thermische Bewegung von Elektronen in einem Widerstand oder einem elektronischen System erzeugt wird. Dieses Rauschen, auch Johnson-Nyquist-Rauschen genannt, ist grundlegend und hängt von der Temperatur und der Bandbreite ab. Das Ergebnis hilft HF- und Kommunikationsingenieuren, das Grundrauschen von Empfängern und Verstärkern abzuschätzen.
Formel
Pn = 10 × log10((k × B × T) / (1 mW))
Konstanten
- k = 1,38064852 × 10⁻²³ (Boltzmann-Konstante)
- 1 mW = 1 × 10⁻³ W
Formelerklärung
- T = Temperatur in Kelvin (K). Die Raumtemperatur beträgt ca. 290 K.
- B = Bandbreite des Systems in Hz, kHz, MHz oder GHz.
- Pn = thermische Rauschleistung in dBm, die den Eigenrauschpegel über die gegebene Bandbreite darstellt.
- Das Rauschen steigt linear mit Temperatur und Bandbreite, das Ergebnis wird jedoch logarithmisch in dBm ausgedrückt.
Verwendungsmöglichkeiten dieses Rechners
- Schätzung des Empfängerrauschens in HF- und Kommunikationssystemen.
- Bewertung der Systemempfindlichkeit und des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR).
- Entwicklung rauscharmer Verstärker und Filter.
- Charakterisierung thermischer Auswirkungen auf die Signalleistung.
Wie groß ist die thermische Rauschleistung bei 290 K über eine Bandbreite von 1 MHz?
Eingabe : T = 290 K, B = 1 MHz
Ausgabe :
- Pn = 10 × log10((1,38 × 10⁻²³ × 1 × 10⁶ × 290) / 1 × 10⁻³)
- Pn = 10 × log10(4,002 × 10⁻¹⁵)
- Pn = 10 × (-14,398) = -143,98 dBm
- Thermische Rauschleistung ≈ -144 dBm