英語翻譯：

【計】 thermal noise
【化】 thermo-noise

相關詞條：

1.thermalagitationnoise  2.Johnson-Nyquistnoise  3.thermalagitation  

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-

噪聲的英語翻譯：

【計】 noise
【化】 noise; unpitched sound

專業解析

熱噪聲（Thermal Noise） 是指導電材料中電荷載流子（如電子）因熱運動而産生的隨機電壓或電流波動現象。其英文術語為Thermal Noise，也稱為Johnson-Nyquist Noise 或Johnson Noise。以下是詳細解釋：

一、物理本質與産生機理

熱噪聲源于材料内部自由電荷載流子的無規則熱運動（布朗運動）。即使在沒有外加電壓的情況下，導體内部電子的隨機碰撞和遷移也會在導體兩端産生微小的隨機電壓起伏。這種噪聲的功率與絕對溫度（T） 和系統帶寬（B） 成正比，其均方根電壓 ( V_n ) 可表示為：

$$

V_n = sqrt{4kTRB}

$$

其中：

• ( k ) 為玻爾茲曼常數（( 1.38 times 10^{-23} , text{J/K} )）；
• ( T ) 為導體熱力學溫度（單位：K）；
• ( R ) 為導體電阻（單位：Ω）；
• ( B ) 為測量帶寬（單位：Hz）。

二、核心特性

1. 頻譜特性：熱噪聲在頻域上呈白噪聲特性，即在所有頻率範圍内功率譜密度均勻分布。
2. 高斯分布：瞬時電壓幅值服從高斯（正态）分布，其統計特性由溫度與電阻決定。
3. 不可避免性：所有電阻性元件均會産生熱噪聲，是電子系統的本底噪聲極限，無法通過電路設計完全消除。

三、工程應用與影響

熱噪聲在電子工程中直接影響高靈敏度系統的性能，例如：

• 通信接收機：限制弱信號檢測能力；
• 精密測量儀器：決定最小可測信號幅度；
• 低噪聲放大器設計：需選擇低阻值電阻并控制工作溫度以抑制噪聲。

---

權威參考資料

1. 《半導體器件物理》（Physics of Semiconductor Devices）

   S.M. Sze 與 Kwok K. Ng 著，詳細闡述熱噪聲在半導體器件中的建模與影響（Chapter 2: Carrier Transport Phenomena）。

2. IEEE 标準術語手冊（IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms）

   定義熱噪聲為 "The noise voltage generated by thermal agitation of electrons in a conductor"（标準編號：IEEE 100）。

3. 《熱力學與統計物理》（Thermodynamics and Statistical Mechanics）

   F. Reif 著，從統計力學角度推導電荷熱運動的噪聲功率（Section 15.5: Fluctuations in Electrical Circuits）。

4. 《電子電路噪聲分析》（Noise in Electronic Circuits）

   W. Marshall Leach, Jr. 著，提供熱噪聲的工程計算與測量方法（Chapter 3: Thermal Noise）。

網絡擴展解釋

熱噪聲是電子設備中普遍存在的一種基礎噪聲，其核心特征和原理可歸納如下：

一、定義與來源

熱噪聲（又稱約翰遜噪聲或電阻噪聲）是由導體中電子的熱運動引起的隨機電信號波動。這種噪聲存在于所有電子器件和無源元件（如電阻、饋線）中，且無法完全消除。

二、核心特性

1. 頻譜特性：屬于白噪聲，功率譜密度在寬頻率範圍内均勻分布。
2. 統計特性：服從高斯概率分布（高斯噪聲），表現為均值為零的隨機波動。
3. 溫度依賴性：噪聲強度與絕對溫度成正比，計算公式為： $$ P_n = kTB $$ 其中：

• $k$為玻爾茲曼常數（$1.38×10^{-23} J/K$）
• $T$為絕對溫度（單位：K）
• $B$為系統帶寬（單位：Hz）

三、典型參數

在常溫（290K，約16.85℃）下：

• 功率譜密度：$-174dBm/Hz$
• 電壓噪聲：$V_n = sqrt{4kTRB}$（R為電阻值）

四、與其他噪聲的區别

• 散彈噪聲：由有源器件載流子離散性引起（如晶體管PN結），與電流強度相關。
• 1/f噪聲：低頻段主導，功率譜密度隨頻率升高而降低。

五、工程影響

作為通信系統的性能上限，決定了接收機靈敏度和信噪比極限。工程師常通過低溫冷卻（如射頻前端）或選擇低阻值元件來降低其影響。

（注：相關概念在不同文獻中可能交叉使用“熱噪聲”“白噪聲”“高斯噪聲”等術語，需結合具體語境區分）

分類

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