여러 가지 잡다한

열 잡음 공식 및 계산기

열 잡음 공식 및 계산기


특히 무선 주파수, RF 설계 및 개발에서는 열 잡음 계산을 수행해야합니다. 무선 수신기 애플리케이션에서 RF 열 잡음은 무선의 감도를 제한하는 핵심 속성입니다.

열 노이즈를 계산하고 값을 아는 것은 전체 시스템의 성능을 개선하는 데 도움이 될 수 있으며 성능을 최적화하고 최상의 접근 방식을 채택하기위한 올바른 조치를 취할 수 있습니다.

열 소음 수준을 계산하기 위해 비교적 간단한 공식이나 방정식이 있습니다. 이 외에도 추가 지원을 제공하는 온라인 계산기가 있습니다.

기본적인 열 잡음 계산 및 방정식.

열 잡음은 사실상 백색 잡음이며 매우 넓은 스펙트럼으로 확장됩니다. 잡음 전력은 대역폭에 비례합니다. 따라서 다음과 같이 주어진 대역폭 내에서 잡음 전압에 대한 일반화 된 방정식을 정의 할 수 있습니다.

V2=4 케이 f1f2아르 자형 에프

어디:
V = 주파수 f1과 f2 사이의 통합 RMS 전압
R = 임피던스 (또는 저항)의 저항 성분 Ω
T = 켈빈 온도
(Kelvin은 절대 제로 스케일이므로 Kelvin = Celsius + 273.16)
f1 & f2 = 필요한 대역폭의 하한 및 상한

대부분의 경우 임피던스의 저항 성분은 필요한 대역폭에서 일정하게 유지됩니다. 따라서 열 노이즈 방정식을 단순화하여 다음을 수행 할 수 있습니다.

어디:
B = 대역폭 (Hz)

실내 온도에 대한 열 소음 계산

실내 온도, 20 ° C 또는 290 ° K에 대한 열 소음 수준을 계산할 수 있습니다. 잡음 전력이 대역폭에 비례하기 때문에 여기에서 쉽게 확장 할 수 있으므로 1Hz 대역폭에 대해 가장 일반적으로 계산됩니다. 가장 일반적인 임피던스는 50Ω입니다.

V=4 (1.3803 10-23) 290   50   1

V=0.9 V

열 잡음 전력 계산

위의 열 잡음 계산은 전압으로 표현되지만 전력 수준으로 열 잡음을 표현하는 것이 더 유용합니다.

이를 모델링하려면 잡음이있는 저항을 이상적인 저항으로 고려해야합니다. R은 잡음 전압 소스와 직렬로 연결되고 일치하는 부하에 연결됩니다.

=V24아르 자형

=(4 케이   아르 자형)24 아르 자형

=케이  

참고 : 잡음 전력은 대역폭에서만 저항과 무관하다는 것을 알 수 있습니다.

이 수치는 일반적으로 dBm으로 표시됩니다.

실온에서 50Ω 시스템의 열 잡음은 -174dBm / Hz입니다.

그러면 이것을 다른 대역폭과 쉽게 연관시킬 수 있습니다. 전력 레벨은 대역폭에 비례하기 때문에 대역폭 레벨의 두 배는 전력 레벨의 두 배 (+ 3dB)를 제공하고 대역폭의 10 배는 전력 레벨의 10 배 (+ 10dB)를 제공합니다. .

열 잡음 계산기

아래의 열 노이즈 계산은 필요할 수있는 다양한 열 노이즈 값을 결정하는 쉬운 방법을 제공합니다.



공통 대역폭에 대해 계산 된 열 잡음

아래 표는 다양한 공통 대역폭 및 공통 애플리케이션에 대한 열 잡음 플로어 계산을 제공합니다.


대역폭 및 열 잡음 전력
대역폭
(Δf) Hz
열 잡음 전력
dBm
1-174
10-164
100-154
1k-144
10,000-134
10 만-124
20 만 (2G GSM 채널)-121
1M (블루투스 채널)-114
500 만 (3G UMTS 채널)-107
1,000 만-104
2,000 만 (Wi-Fi 채널)-101

이러한 열 잡음 전력 값은 온라인 계산기 또는 공식에서 쉽게 계산할 수 있지만 표는 편리한 참조를 제공합니다.

비디오보기: 2020년 제 3회 전기기사 필기 해설강의 제 1과목 전기자기학 (십월 2020).