Quelles seraient les unités de bruit thermique?

Cela a été soulevé lors d'une question d'affectation, mais c'est une tangente.

Le bruit thermique est donné par; N = k TB où;

k = constante de Boltzmann (J / K) ir (Ws / K)

T = température (K)

B = Bande passante (Hz)

Cela signifierait que les unités de bruit thermique peuvent être exprimées en watts-cycles? Cela n'a aucun sens pour moi.

Normalement, le bruit est exprimé en dB ou dBm. Quel est le rapport avec les unités ici?

Hertz est 1 / seconde. Donc, N dans votre formule est Watts. La formule n'est pas pour la figure de tension de bruit mais pour la puissance de bruit. La puissance est en watts, donc tout se passe bien.

Pour répondre pleinement à votre question, le bruit est mesuré soit en unités absolues, soit sous forme de rapport. Le rapport sans unité relatif n'est qu'un nombre. Pour chaque échelle numérique, il y a toujours une valeur absolue en unités physiques qui est convenue. Dites si le numéro de référence est le milliwatt, le microwatt de bruit est de 0,001 sans unité sur l'échelle du milliwatt. Ou logarithmiquement -30dBm ou -60dBW, etc.

Remarque: le bruit thermique non nul à proprement parler n'a pas d'amplitude de tension maximale absolue pour une période d'observation infinie. Chaque valeur momentanée observée peut toujours être dépassée dans l'une des observations suivantes. Dire que le bruit est de 0,01 V pp (crête à crête) est une simplification excessive ou une mauvaise utilisation de la terminologie. La quantification préférée du bruit est dans toutes les unités mais avec une note de la méthode d'observation, comme 0,5 A rms (racine quadratique moyenne).

Les dimensions:

$\dfrac{W \cdot s}{K} \cdot K \cdot Hz = \dfrac{W \cdot s}{K} \cdot K \cdot \dfrac{1}{s} = W$

Votre bruit est donc une puissance. L'expression donne le pouvoir comme une valeur absolue. Nous sommes souvent plus intéressés par la puissance par rapport à un niveau de référence, et pour rester pratique, car les ratios peuvent varier de très bas à très élevé, une échelle logarithmique est utilisée:

$dB = 10 \cdot log\left(\dfrac{P}{P_{REF}}\right)$

C'est le logarithme basé sur 10. Il existe plusieurs références de puissance différentes, et chacune donnera un nombre dB différent, il est donc important d'indiquer clairement quelle échelle vous utilisez. dBm par exemple a une référence de 1 mW, c'est-à-dire 775 mV en 600$\Omega$. Si votre téléphone portable transmet 500 mW de puissance,

$10 \cdot log\left(\dfrac{500mW}{1mW}\right) = 27 dBm$

Une différence de 3 dB est un facteur deux; 3dB plus élevé est le double de la puissance.

Vous pouvez également exprimer les niveaux de tension en dB. alors

$10 \cdot log\left(\dfrac{P}{P_{REF}}\right) = 10 \cdot log\left(\dfrac{\dfrac{V^2}{R}}{\dfrac{V_{REF}^2}{R}}\right) = 10 \cdot log\left(\dfrac{V^2}{V_{REF}^2}\right) = 20 \cdot log\left(\dfrac{V}{V_{REF}}\right)$

Donc, alors que pour la puissance, vous devez multiplier par 10, pour les tensions, c'est par 20. 6
dB de moins est la moitié de la tension.