约翰逊噪声

约翰逊噪声也称为热噪声，或者奎斯特噪声。它是由于热搅动导致导体内部的电荷载体（通常是电子）达到平衡状态时的电子噪声，与所施加电压无关。

一个理想电阻器的热噪声接近白噪声，也就是功率谱密度在整个频谱范围内几乎是不间断的（然而在极高频时并不如此）。当限定为有限带宽时，约翰逊噪声近似高斯分布。

基本信息

该类型噪声是由约翰·约翰逊1926年在贝尔实验室发现并且第一次测量的。他向哈里·奈奎斯特描述了他的发现，奈奎斯特当时也在贝尔实验室并且能够解释这个结果。

约翰逊噪声与散粒噪声完全不同，散粒噪声包括额外的电流波动，当提供电压并伴随宏观电流开始流动时就会产生。一般情况下，上述定义适用于任何类型的导电介质的电荷载体（例如，电解质中的离子），而不只是电阻。可以通过一个能提供非理想电阻噪声的电压源串联一个无噪声的理想电阻来模拟。

单边功率谱密度，或电压变化（均方）带宽每赫兹，由下式给出：

其中kB是玻尔兹曼常数用焦耳每开尔文表示,T是电阻的绝对温度用开尔文表示，R是电阻值用欧姆(Ω)表示。

该公式可用于室温下的快速计算：

例如，一个 1 kΩ 电阻温度在 300 K 时有

对于给定带宽，电压给出

其中 Δf为已测噪声之上的带宽用赫兹表示。一个1 k 电阻器在室温及 10kHz带宽情况下的RMS噪声电压是400 nV。一个有用的经验法则需要记住的是，50 Ω 在室温及 1 Hz 带宽下对应于 1 nV 的噪声。

电阻器短路连接时的耗散噪声功率

电阻器所产生的噪声可以传递至其余电路；最大的噪声功率传递发生在噪声产生阻抗与剩余电路的戴维南等效阻抗阻抗匹配时。在这种情况下两部分阻抗中的任意一个的耗散噪声均作用在其本身和其他电阻。由于其中的任何一个电阻只有一半的压降，因此噪声功率

此处P是约翰逊噪声功率用瓦表示。注意这是独立的噪声产生阻抗。

噪声源也可以通过电流源并联电阻方式来模拟，通过诺顿等效相应的只要简单地除以R便可以得到。这里给出该电流源的均方根值为：

约翰逊噪声是所有电阻的固有属性，并不是糟糕的设计或制造商的标记，尽管电阻可能还含有多余的噪声。