Calculadora de ruído térmico em resistores
Todo resistor gera uma pequena tensão de ruído por agitação térmica dos elétrons (ruído de Johnson–Nyquist), que depende só da resistência, da temperatura e da faixa de frequências considerada. Útil para dimensionar a entrada de pré-amplificadores.
Como usar
Informe o valor do resistor, a largura de banda do circuito onde ele está (por exemplo 20 kHz para áudio) e a temperatura. O resultado aparece como densidade espectral (nV/√Hz, independente da banda) e como valor RMS total naquela banda.
Fórmula
Densidade: en = √(4 k T R), em V/√Hz. Valor RMS na banda: Vn = √(4 k T R Δf). k = 1,380649×10⁻²³ J/K é a constante de Boltzmann e T é a temperatura absoluta (kelvin).
Exemplo
10 kΩ a 25 °C: densidade ≈ 12,8 nV/√Hz. Numa banda de 20 kHz o ruído total é ≈ 1,81 µV RMS (≈ −114,8 dBV).
Na prática
O ruído cresce com a raiz da resistência: quadruplicar R dobra o ruído. Por isso, em entradas sensíveis, mantêm-se as resistências as menores possíveis. Esse valor é o piso teórico; o componente real e o amplificador acrescentam mais.
Perguntas frequentes
Ruído térmico depende do material do resistor?
Não. O ruído de Johnson depende só de R, T e da banda. O tipo de resistor (fio, filme, carbono) influencia outros ruídos, como o ruído de excesso com corrente contínua.
O que é densidade em nV/√Hz?
É o ruído por unidade de raiz de banda. Multiplicando pela raiz da largura de banda em hertz obtém-se a tensão RMS total.
Veja também
Calculadora e texto sob licença CC BY-NC-SA 4.0.
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3. Não, eu não posso consertar os seus aparelhos!