熱騷動電壓英文解釋翻譯、熱騷動電壓的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 thermal agitation voltage
分詞翻譯:
熱的英語翻譯:
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
騷的英語翻譯:
coquettish; disturb; literary writings
動電的英語翻譯:
【醫】 dynamic electricity
壓的英語翻譯:
intimidate; keep under control; press; push down; shelve; suppress
【醫】 prelum; pressure
專業解析
"熱騷動電壓"在電子工程和物理學領域是一個專業術語,其英文對應表述通常為Thermal Agitation Voltage 或更常見的Thermal Noise Voltage(熱噪聲電壓)。它描述的是導體或電阻中,由于電荷載流子(如電子)的隨機熱運動(即熱騷動)而産生的隨機電壓波動現象。這種噪聲是電子系統固有的本底噪聲之一,由物理本質決定,無法完全消除。
核心概念解釋:
-
物理本質:
- 導體中的自由電子在絕對零度以上會持續進行無規則的熱運動(布朗運動)。
- 這種隨機運動導緻導體兩端産生瞬時電荷積累,從而形成微小的、隨機變化的電壓波動。
- 這種現象是由約翰遜(J.B. Johnson)于1928年首次實驗發現,并由奈奎斯特(H. Nyquist)同年從理論上推導出其特性,因此也稱為約翰遜-奈奎斯特噪聲 (Johnson-Nyquist Noise)。
-
關鍵特性:
- 隨機性: 熱騷動電壓在幅度和相位上都是完全隨機的,服從高斯分布(正态分布)。
- 頻譜特性: 在通常的工作頻率範圍内(遠低于光頻),其功率譜密度在整個頻域内是平坦的(白噪聲)。這意味着在單位帶寬(1 Hz)内,噪聲功率是恒定的。
- 均方根值: 一個阻值為 R(歐姆)的電阻,在絕對溫度 T(開爾文)下,在帶寬 B(赫茲)内産生的熱噪聲電壓的均方根值 (RMS) 由奈奎斯特公式 給出:
$$
V_{n, rms} = sqrt{4 k T R B}
$$
其中:
- $k$ 是玻爾茲曼常數 ($1.380649 times 10^{-23} J/K$)
- $T$ 是電阻的絕對溫度 (K)
- $R$ 是電阻值 (Ω)
- $B$ 是測量或系統帶寬 (Hz)
- 功率: 在帶寬 B 内,電阻産生的熱噪聲功率為:
$$
P_n = k T B
$$
這表明熱噪聲功率與電阻值 R 無關,僅與溫度和帶寬成正比。
-
影響與意義:
- 電子系統極限: 熱噪聲是所有電子設備和通信系統的基本性能限制因素之一,它決定了系統能夠檢測或處理的最小信號強度(接收機靈敏度)。
- 無處不在: 任何有電阻的元件(電阻器、晶體管、導線等)都會産生熱噪聲。
- 設計考量: 在低噪聲放大器設計、高靈敏度傳感器、精密測量儀器、高速通信系統等領域,理解和最小化熱噪聲的影響至關重要。降低工作溫度(如使用冷卻)和限制系統帶寬是減少熱噪聲的主要方法。
"熱騷動電壓" (Thermal Agitation Voltage / Thermal Noise Voltage) 是指導體内部電荷載流子因熱運動而産生的隨機電壓波動。它是一種由物理定律決定的固有噪聲,其大小取決于導體的電阻值、工作溫度和測量帶寬。該現象由約翰遜和奈奎斯特發現并理論闡述,是電子學中基礎噪聲源之一,對電子系統的性能極限有決定性影響。
參考資料來源:
- IEEE Xplore Digital Library: IEEE作為電子電氣工程領域的頂級專業組織,其數字圖書館收錄了大量關于熱噪聲(Thermal Noise, Johnson-Nyquist Noise)的基礎理論、測量方法和應用研究的權威期刊論文和會議論文。例如,可查閱經典論文如 Johnson, J.B. (1928) "Thermal Agitation of Electricity in Conductors" (Physical Review) 或 Nyquist, H. (1928) "Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors" (Physical Review) 的讨論與分析(需訂閱訪問)。
- HyperPhysics (Georgia State University): 這是一個廣受認可的物理學教育網站,提供了關于熱噪聲(Johnson Noise)的清晰解釋和公式推導。 (鍊接:http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Electronic/johnson.html)
- Wikipedia - Johnson–Nyquist noise: 維基百科的該條目提供了對熱噪聲現象較為全面和準确的概述,包括曆史背景、理論推導、公式和應用。其内容通常有較好的參考文獻支持。(鍊接:https://en.wikipedia.org/wiki/Johnson%E2%80%93Nyquist_noise)
- National Institute of Standards and Technology (NIST): NIST 在基礎物理常數測量和電子标準方面具有權威性。其網站或出版物會涉及熱噪聲作為基本物理現象的描述,以及相關常數(如玻爾茲曼常數 k)的精确值。(鍊接:https://www.nist.gov/)
- 經典電子學教材:
- Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer. Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (Wiley). 該書在讨論放大器噪聲時詳細介紹了熱噪聲。
- Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith. Microelectronic Circuits (Oxford University Press). 該教材在基礎電路噪聲部分涵蓋了熱噪聲。
- Behzad Razavi. Design of Analog CMOS Integrated Circuits (McGraw-Hill). 在讨論MOSFET噪聲時也涉及電阻熱噪聲。
網絡擴展解釋
“熱騷動電壓”對應的英文術語為thermal agitation voltage,屬于電學領域的專業詞彙。該術語可拆解為兩部分理解:
-
熱騷動(thermal agitation)
指導體中電荷載流子(如電子)因熱能産生的隨機微觀運動現象,這種無序運動會導緻電流的瞬時波動,是電子設備中熱噪聲(約翰遜-奈奎斯特噪聲)的主要來源。
-
電壓(voltage)
表示電勢差或電位差,單位為伏特(V),描述電場中單位電荷移動時産生的能量差。
綜合解釋:熱騷動電壓指由導體内部電荷載流子的熱運動引起的瞬時電壓波動現象,常見于電阻等元件中,屬于電子系統噪聲分析的範疇。例如,在精密電路設計中需考慮該電壓對信號穩定性的影響。
注意:該術語在常規電壓定義中較少提及,建議通過電動力學或電子工程領域的專業文獻進一步确認其應用場景和計算模型。
分類
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