Kalkulator konwersji mocy szumu cieplnego określa moc szumu generowaną przez mieszanie termiczne elektronów w rezystorze lub układzie elektronicznym. Szum ten, zwany także szumem Johnsona-Nyquista, ma charakter podstawowy i zależy od temperatury i szerokości pasma. Wynik pomaga inżynierom zajmującym się RF i komunikacją oszacować poziom szumów odbiorników i wzmacniaczy.
Formuła
Pn = 10 × log10((k × B × T) / (1 mW))
Stałe
- k = 1,38064852 × 10⁻²³ (stała Boltzmanna)
- 1 mW = 1 × 10⁻³ W
Wyjaśnienie formuły
- T = temperatura w Kelvinach (K). Temperatura pokojowa wynosi około 290 K.
- B = szerokość pasma systemu w Hz, kHz, MHz lub GHz.
- Pn = moc szumu cieplnego w dBm, reprezentująca poziom szumu nieodłącznego w danym paśmie.
- Szum rośnie liniowo wraz z temperaturą i szerokością pasma, ale wynik wyraża się logarytmicznie w dBm.
Zastosowania tego kalkulatora
- Szacowanie poziomu szumów odbiornika w systemach RF i komunikacyjnych.
- Ocena czułości systemu i stosunku sygnału do szumu (SNR).
- Projektowanie wzmacniaczy i filtrów niskoszumowych.
- Charakterystyka efektów termicznych na wydajność sygnału.
Jaka jest moc szumu cieplnego przy 290 K w paśmie 1 MHz?
Wejście : T = 290 K, B = 1 MHz
Wyjście :
- 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
- Moc szumu cieplnego ≈ -144 dBm