¿Cuáles serían las unidades de ruido térmico?

Esto surgió durante una pregunta de asignación, pero es una tangente.

El ruido térmico está dado por; N = k TB donde;

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

T = temperatura (K)

B = Ancho de banda (Hz)

¿Eso significaría que las unidades de ruido térmico pueden expresarse como ciclos de vatios? Eso no tiene sentido para mí.

Normalmente el ruido se expresa en dB o dBm. ¿Cómo se relaciona eso con las unidades aquí?

Hertz es 1 / segundo. Entonces N en tu fórmula es Watts. La fórmula no es para la cifra de voltaje de ruido sino para la potencia de ruido. La potencia es vatios, por lo que todo funciona bien.

Para responder completamente a su pregunta, el ruido se mide en unidades absolutas o como una relación. La relación relativa sin unidades es solo un número. Para cada escala numérica untiless siempre hay un valor absoluto en unidades físicas que se acuerda. Digamos que si el número de referencia es milivatios, entonces el microvatio de ruido es 0.001 sin unidad en la escala de milivatios. O logarítmicamente -30dBm o -60dBW, etc.

Nota al margen: el ruido térmico distinto de cero estrictamente hablando no tiene una amplitud de voltaje máxima absoluta para un período infinito de observación. Cada valor momentáneo observado siempre se puede exceder en cualquiera de las siguientes observaciones. Decir que el ruido es 0.01V pp (pico a pico) es una simplificación excesiva o un mal uso de la terminología. La cuantificación preferida del ruido se encuentra en cualquier unidad pero con nota del método de observación, como 0.5A rms (raíz media cuadrática).

Las dimensiones:

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

Entonces su ruido es una cantidad de energía. La expresión da poder como valor absoluto. A menudo estamos más interesados ​​en el poder en comparación con un nivel de referencia, y para mantenerlo práctico, ya que las relaciones pueden variar de muy bajo a muy alto, se utiliza una escala logarítmica:

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

Ese es el logaritmo basado en 10. Existen varias referencias de potencia diferentes, y cada una dará un número de dB diferente, por lo que es importante establecer claramente qué escala está utilizando. dBm, por ejemplo, tiene una referencia de 1 mW, es decir, 775 mV en 600$\Omega$. Si su teléfono móvil transmite 500mW de potencia, eso es

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

Una diferencia de 3dB es un factor dos; 3dB más alto es el doble de potencia.

También puede expresar niveles de voltaje en dB. Entonces

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

Entonces, mientras que para la potencia hay que multiplicar por 10, para los voltajes es por 20.
6dB más bajo es la mitad del voltaje.