¿La ecuación de ruido de resistencia da un ruido infinito para un circuito abierto?

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La potencia de ruido térmico de una resistencia es p = 4kTR dónde: k es la constante de Boltzman, T es la temperatura, R es resistencia.

Dado que un circuito abierto tiene una resistencia infinita, produciría un ruido infinito, lo que, por supuesto, es ridículo. ¿Dónde se ha extraviado mi pensamiento? ¿Tiene que ver con el hecho de que cualquier circuito práctico tiene capacitancia para filtrar el ruido y también que para obtener ese ruido debe haber algún grado de adaptación de impedancia? Es decir, una resistencia muy alta produce toneladas de ruido, pero se filtra fácilmente por una pequeña capacitancia y, por lo general, tiene una impedancia muy desigual.

    
pregunta Digiproc

3 respuestas

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La única forma de desarrollar cualquier potencia de ruido de esta fuente de voltaje de ruido infinito es extraer la corriente de esta.

En otras palabras, para conectarlo en paralelo con una resistencia de carga finita R.

Y la resistencia infinita en paralelo con R es solo ... R.

Por lo tanto, el ruido de voltaje producido por la red general es solo el de la resistencia de carga R.

Lo que sucede cada vez que deja un circuito abierto de entrada de amplificador (sin cable de antena).

Medir (o escuchar) la salida de ruido de un amplificador de ruido alto de ganancia baja con la entrada (a) del circuito abierto, (b) terminada por la impedancia de la fuente habitual, (c) en corto circuito mostrará niveles de ruido decrecientes.

    
respondido por el Brian Drummond
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No creo que haya un caso de esquina rota o paradoja aquí, ni en realidad ni en teoría.

Considera lo que significa tener una resistencia muy grande. ¿Es extraño que haya una gran cantidad de ruido de voltaje en un entorno donde el voltaje hace poco? Eso no es lo mismo que una gran cantidad de ruido actual (ya que el ruido de voltaje es menor que el lineal, el ruido de la corriente RMS debe disminuir en R) ni lo mismo que una gran cantidad de ruido de potencia (que debe permanecer constante como R cambios: estoy de acuerdo en que sería una locura si el ruido de potencia creciera hacia el infinito con R).

¿Puede medir el comportamiento patológico de una resistencia grande con ruido de alto voltaje cuando la resistencia se aproxima al infinito? Puede conectar una pata de la resistencia a tierra y otra pata a un dispositivo de medición, pero ¿qué es el dispositivo de medición, un amplificador mágico que de alguna manera tiene una impedancia de entrada aún mayor? Por lo que entiendo, los amplificadores de voltaje con una impedancia de entrada injustificadamente alta no existen, aunque generalmente se desean, porque no funcionarán muy bien (por ejemplo, el ruido térmico de la impedancia de entrada sería bastante alto).

Si deja flotando la entrada de un búfer real de op-amp (es decir, con una resistencia casi infinita al conductor más cercano), puede esperar que mida un voltaje extremadamente aleatorio, que mida el voltaje de tierra o del riel o algo así dependiendo de la construcción interna (debido a que la impedancia de entrada, es decir, la impedancia entre la entrada y tierra / riel / lo que sea, no es realmente infinita, y de hecho es menor que la impedancia de algo de aire en la habitación). Lo último parece ser lo que sucede en la realidad, pero tampoco creo que lo primero rompa la intuición.

Además, desde una perspectiva física, al ruido térmico no le importa cuál es la resistencia, simplemente está agregando energía a los electrones al azar. Eso debería modificar directamente el ruido de potencia independientemente de R. Y como se mencionó, el ruido de potencia que es constante en R es equivalente a un aumento de ruido de voltaje en R.

Creo que es fácil confundirse realmente con la electrónica al pensar que el voltaje es una cantidad fundamental, simplemente porque muchos circuitos almacenan y manipulan la información en términos de voltaje. El poder es mucho más fundamental y, en general, las cosas raras producen intuición física con menos frecuencia ("wtf, ¿un dispositivo pasivo puede convertir 10V en 1000V ?!").

    
respondido por el asdf
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Su ecuación es incorrecta .

El ruido voltaje es proporcional a la resistencia. El ruido power es proporcional solo al ancho de banda sobre el cual lo mide.

Y los valores de los que estamos hablando aquí son muy pequeños. Incluso en un ancho de banda de 1 GHz, es de solo -84 dBm (aproximadamente 4 picowatts) a temperatura ambiente.

Recuerda, solo estamos hablando del movimiento térmico aleatorio de los electrones. Cualquier campo producido por ese movimiento tiende a revertirlo.

    
respondido por el Dave Tweed

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