Bruit Johnson (thermique)
Le bruit Johnson-Nyquist est le bruit thermique inévitable d'une résistance à température finie, dû au mouvement aléatoire des électrons ; densité spectrale efficace √(4kTR) V/√Hz, indépendante du courant.
Définition
Le bruit Johnson (Nyquist, thermique) est le plancher de bruit fondamental sous lequel aucune résistance ne peut descendre — il résulte du mouvement brownien aléatoire des porteurs et ne dépend que de T (K), R (Ω) et k (1,38 × 10⁻²³ J/K). Tension efficace en bande B : V_n = √(4kTRB), soit ~4 nV/√Hz pour 1 kΩ à température ambiante, 13 nV/√Hz pour 10 kΩ, 130 nV/√Hz pour 1 MΩ.
Bruit blanc gaussien, intégré sur la bande système. 10 kΩ dans une chaîne audio 1 MHz contribue 13 nV/√Hz × √10⁶ = 13 μV eff. — souvent dominant dans les amplificateurs bas niveau. Refroidir aide : à 77 K, facteur √(77/293) ≈ 0,51. Sinon, réduire R — d'où les petites résistances de contre-réaction dans les amplis d'instrumentation.
Les résistances réelles ajoutent un excès 1/f (voir entrée noise-figure). Bobinées et feuilles bulk : quasi Johnson pur. Films épais et carbone : +10 à +30 dB de 1/f à basses fréquences.
Termes liés
Facteur de bruit
Pour les résistances, le facteur de bruit (ou indice de bruit) quantifie le bruit en excès au-dessus du plancher thermique de Johnson-Nyquist, exprimé en dB référencé à 1 μV/V de tension continue selon IEC 60195.
Tolérance
Écart maximal admissible de la valeur réelle d'une résistance par rapport à sa valeur nominale à température ambiante et puissance nulle, exprimé en pourcentage (±1 %, ±5 %, etc.).
Résistance
Opposition qu'un matériau ou composant présente au passage du courant électrique, exprimée en ohms (Ω) et égale au rapport de la tension aux bornes au courant qui le traverse.
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