Soroll tèrmic

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

En telecomunicacions i altres sistemes electrònics, es denomina soroll tèrmic o soroll de Johnson-Nyquist al soroll produït per l'agitació dels portadors de càrrega (normalment electrons) dintre d'un conductor elèctric a temperatures superiors a 0 K o zero absolut (–273.15 °C). Segons el Tercer Principi de la termodinàmica, no és possible extreure tota l'energia d'un sistema físic i per tant, el soroll tèrmic és inevitable; a més, és independent de l'aplicació de qualsevol voltatge. Es tracta d'un soroll blanc, és a dir, uniformement distribuït en l'espectre de freqüències. L'amplitud del seu senyal té una funció densitat de probabilitat molt propera a la Gaussiana.

Aquest soroll va ser mesurat per primera vegada per John B. Johnson als laboratoris Bell l'any 1928.[1] Harry Nyquist donà l'explicació per aquest fenomen.[2]

La densitat de potència de soroll, expressada en W/Hz, ve donada per:

n_0 = k \cdot T

on:


En comunicacions, és freqüent expressar les potències en escala logarítmica en relació a 1 mW (dBm), assumint una impedància de 50Ω. Amb aquestes convencions, la potència de soroll tèrmic total en una amplada de banda BW i a temperatura estàndard (25ºC) es calcula:


P_\mathrm{dBm} = -174 + 10\ \log(BW)

on P s'expressa en dBm i BW en Hz.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. J. Johnson, "Thermal Agitation of Electricity in Conductors", Phys. Rev. 32, 97 (1928) – l'experiment
  2. H. Nyquist, "Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors", Phys. Rev. 32, 110 (1928) – la teoria