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Part 01
前言

Part 02
如何理解噪聲?
噪聲是什么?噪聲在電路中本質(zhì)上還是一種信號,只不過它不是你想要的信號,它可能是電流信號,也可能是電壓信號。電路中的噪聲是一種隨機(jī)信號,為什么隨機(jī)呢?如果你對“電子”還有印象,這玩意就是隨機(jī)亂跑亂撞,雖然是隨機(jī)的,但是呢它又符合一定的概率分布特性和統(tǒng)計參數(shù),比如著名的分布噪聲分布曲線:正態(tài)分布,也叫高斯分布。


μ: 噪聲的平均值(μ反映噪聲信號的直流偏移量。理想情況下,噪聲的平均值為零,表示正負(fù)噪聲幅度對稱)
σ: 噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差,表示噪聲的幅度的典型分布范圍。標(biāo)準(zhǔn)差是一組數(shù)據(jù)平均值分散程度的一種度量。一個較大的標(biāo)準(zhǔn)差,代表大部分?jǐn)?shù)值和其平均值之間差異較大。

如何理解高斯分布曲線?
在高斯分布中:
68.3%的噪聲幅度在±σ內(nèi)。
95.4%的噪聲幅度在±2σ內(nèi)。
99.7%的噪聲幅度在±3σ內(nèi)。
既然99.7%的噪聲幅度都在±3σ內(nèi),那么我們就能基于標(biāo)準(zhǔn)差σ計算得到噪聲的峰峰值,因為只有知道了噪聲的峰峰值才能方便我們計算對測量信號的影響。噪聲的有效值約等于標(biāo)準(zhǔn)差σ(當(dāng)噪聲平均值為0時),這樣噪聲信號的峰峰值計算如下:
σ=Vrms
Vpp≈6*σ
這樣我們就能根據(jù)噪聲的正態(tài)分布曲線計算得到噪聲的峰峰值。
Part 03
如何計算電阻的熱噪聲
電阻熱噪聲是由電阻內(nèi)部自由電子的熱運動產(chǎn)生的無規(guī)則波動,噪聲幅值呈正態(tài)分布,其平均值為零。電阻熱噪聲電壓的計算為在電阻R上,帶寬B內(nèi)的熱噪聲均方根(RMS)電壓為:

k=1.38×10^-23J/K,是玻爾茲曼常數(shù)
T:電阻的絕對溫度(開爾文,K),T=273+攝氏溫度
R:電阻值(Ω)
B:噪聲的帶寬(Hz)
Part 04
如何計算電阻的熱噪聲對運放輸出的影響

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