电阻是我们电子电路中最常见的基础元件之一,我们常听说电阻具有噪声,那么电阻的噪声是从哪里来的呢?
电阻的噪声通常指的热噪声,哪怕电阻没有连接到电路中,没有电流流过电阻,电阻两端也会有电压变化,这就是电阻热噪声,在系统工作频率范围内,电阻的热噪声可以认为是白噪声。
电阻两端开路时,它的热噪声有效值的计算公式是:
k是玻尔兹曼常数,k=1.38*10-23 J/K,T是开尔文热力学温度,R是电阻值,B是系统等效噪声带宽。
举例:
当温度是27℃(300开尔文)时,10KΩ的电阻,在100KHz放大电路中,电阻两端的开路热噪声电压有效值是4uV。
相同环境下,如果电阻是20KΩ,则热噪声电压有效值是5.8uV。
根据公式我们可以看出来,电阻越大,噪声也越大,噪声随着电阻阻值的增加而增加。
同样的,噪声也与温度有关,毕竟这个噪声叫做热噪声,只是这个噪声对温度并不敏感,因为公式中是热力学温度,当温度变化为十几或几十摄氏度时,对噪声的影响并不是很大。
比如上面例子中,17℃和27℃下,电阻两端的噪声基本差别不大。