为什么输出端总的噪声是KT/C,和电阻无关?

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为什么输出端总的噪声是KT/C,和电阻无关?

为了解释为什么输出端总噪声与电阻无关,首先需要了解几个基础概念,包括噪声,热噪声,热激励和约化温度。

噪声是指在电路中存在的随机误差。当时钟频率较高或传输速率较快时,噪声可能会对电路或系统性能产生重大影响。因此,要评估电路的性能,需要了解其中的噪声源。

热噪声是一种在电阻器中出现的噪声,这种噪声与电子热振荡有关。当电子在电阻器中流动时,它们与电阻器的原子和分子之间不断碰撞,抛出噪声。这种噪声被称为热噪声,也被称为热漂移噪声或约化噪声。

热激励是指通过施加一定的电压或电流,从而引起电子在电路中运动的过程。电子在运动中会遇到阻力,然后会出现热噪声。当电路的温度越高,可用带宽和信噪比就越低,从而影响电路的性能。

约化温度是一种理论上的概念,它描述了一个未经校准的电路在恒定温度下的性能。即使一个电路的温度在两个时刻并不相同,通过使用约化温度,可以计算出的信号博文能够更好地反映电路的真实能力。

在理解了这些基础概念之后,我们可以深入讨论为什么输出端总的噪声是KT/C,和电阻无关。实际上,输出端总噪声主要受到温度和电路设计的影响,而与电阻的值无关。

在一个电路中,所有元件都会产生噪声,包括热噪声和其他源的噪声。所有这些噪声都会被耳机、扬声器、麦克风等设备捕获,并传输到电路的输出端。这些噪声可以通过单一的统计参数(如均方根值或方差)来描述。

根据Johnson-Nyquist公式,一个电阻的热噪声有一个特定的频谱密度,该频谱密度与电阻的值无关。这意味着热噪声是一个主要独立于电阻的属性,并且与电路中的其它元件也无关。这意味着,无论电路的电阻值是多少,它所产生的热噪声都是可以预测的。

此外,输出端总噪声受到电路的温度影响,而不是单个元件的温度。因此,当电路中的所有元件都受到相同的温度激励时,输出端的总噪声就可以表示成KT/C。

综上所述,在一个电路中,噪声源可能会有多个,而其中的热噪声属于一种特定的噪声类型,该类型的噪声与电阻值无关,并且在整个电路范围内都是可预测的。此外,输出端总噪声主要受到温度的影响,而与电路中的电阻值无关。因此,在评估电路或系统的总噪声时,需要考虑电路中所有元件的噪声源,以获得准确和全面的结果。
 

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