ケルビンとノイズフロア

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ケルビンとノイズフロアの違い

ケルビン vs. ノイズフロア

ルビン（kelvin, 記号: K）は、熱力学温度（絶対温度）の単位である。国際単位系 (SI) において基本単位の一つとして位置づけられている。 ケルビンの名は、イギリスの物理学者で、絶対温度目盛りの必要性を説いたケルビン卿ウィリアム・トムソンにちなんで付けられた。なお、ケルビン卿の通称は彼が研究生活を送ったグラスゴーにあるから取られている。. ノイズフロアを示すスペクトラムアナライザによる測定 信号理論において、ノイズフロアとは測定システム内のすべてのノイズ源と不要な信号の合計から作成される信号の尺度である。このときのノイズはモニタしている信号以外の信号と定義する。 無線通信や電子機器においては、熱雑音、黒体、宇宙雑音、遠くの雷雨などの大気雑音と偶発的雑音と言われることのあるその他の不要な人口信号を含むおそれがある。主要なノイズが測定機器内（例えば、雑音指数の低いレシーバによるものなど）で生成された場合、これは物理ノイズフロアとは対照的な機器ノイズフロアの例である。これらの単語は必ずしも明確に定義されたものではなく、ときに混用される。 電気システム間の干渉を避けることは、電磁両立性の分野の別個の問題である。 地震計などの測定システムにおいては、物理的なノイズフロアは偶発的なノイズによって決定され、それには近くの歩行者の交通量や近くの道路を含んでいる場合がある。測定された振幅を平均したときにノイズフロアと同じくらいである可能性があるため、ノイズフロアは確実にとることのできる最小の測定値を制限するものである。 電子機器のシステムでノイズフロアを下げる一般的な方法は、主要なノイズ源となっているシステムを冷却して熱雑音を低減することである。特殊な状況下では、ディジタル信号処理の技術を使用してノイズフロアを人工的に下げることもできる。 ノイズフロアを下回る信号は異なるスペクトラム拡散通信を使用することで検出することができる。この通信は特定の情報帯域幅の信号を意図的に周波数領域に拡散することで、結果としてより広い占有帯域幅を持つ信号が得られるというものである。.

ノイズ (電子工学)

電子工学におけるノイズ（noise）または雑音とは電気信号の無作為な変動であり、全ての電気回路に存在する。電子機器が発生するノイズは様々で、その発生原因もいくつかある。熱雑音とショット雑音は物理法則に起因し、防ぐことができない。一方、他のノイズは機器に起因するもので、多くが製造品質や半導体の欠陥による。 一般にノイズは好ましくないが、ノイズを有効活用する用途として乱数発生や後述するディザがある。.

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熱雑音

熱雑音（ねつざつおん、thermal noise）は、抵抗体内の自由電子の不規則な熱振動（ブラウン運動）によって生じる雑音のことをいう。1927年にこの現象を発見した二人のベル研究所の研究者ジョン・バートランド・ジョンソン及びハリー・ナイキストの名前からジョンソン・ノイズまたはジョンソン-ナイキスト・ノイズとも呼ばれる。 抵抗体内で発生する雑音の電圧Vn 、電流In は次式で与えられる。 ここでk B はボルツマン定数、T は導体の温度、Δf は帯域幅、R は抵抗値である。 従ってノイズの大きさPn は次式で与えられる。 また、雑音元(信号元)から回路に入力される雑音電力を入力雑音電力と言い、電気通信分野での増幅器雑音計算には専らこちらが使用される。入力雑音電力N i は次式で与えられる。 入力雑音電力がこの数式で与えられるのは、雑音元を、起電力が上記のV_、内部抵抗がRの電源と考え、負荷につないだときに負荷で消費される電力として計算するからである。入力された電力を、反射することなく負荷で完全に消費するには、負荷のインピーダンスがRである必要があり、その結果として上記の入力雑音電力N_\mathrmが導出される。 ノイズの大きさは温度で決まる。室温（300K）のノイズ（入力雑音電力）の大きさP をデシベル単位（dBm）で表すと である。 熱雑音が問題になるような領域は極めて小さい信号を扱う場合で、そのような場合は、増幅器を極低温まで冷却して極限まで雑音性能を高めることなどがされる。 熱雑音が有効活用される例として、コンピュータの乱数発生器に熱雑音を用いる物がある。.

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黒体

黒体（こくたい、）あるいは完全放射体（かんぜんほうしゃたい）とは、外部から入射する電磁波を、あらゆる波長にわたって完全に吸収し、また熱放射できる物体のこと。.

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