Bruit thermique et bruit électronique

[invitef7b1d442]

Bonjour,

En électronique on travaille avec des signaux allant du continu à plusieurs GHz.
Le niveau bruit électronique dans une résistance, provenant de l'agitation thermique, se détermine selon la relation que l'on trouve tout en bas dans https://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_thermique
Dans la pratique on considère que le spectre de bruit d'une résistance est plat en fonction de la fréquence.

Est-ce à dire que cette relation est une approximation d'une partie de la courbe de rayonnement d'un corps noir comme dans la partie droite de cette courbe:
https://upload.wikimedia.org/wikiped...ody_fr.svg.png

Est il possible que des pics tels affichés dans la courbe ci dessus (3000°K et plus) se retrouvent dans les spectre des électroniciens, 0 à plusieurs GHz, pour des températures plus froides ?

Merci d'avance.
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[phys4]

Est il possible que des pics tels affichés dans la courbe ci dessus (3000°K et plus) se retrouvent dans les spectre des électroniciens, 0 à plusieurs GHz, pour des températures plus froides ?

Bonjour,
Pour le bruit thermique des composants, c'est bien la partie basse du spectre du corps noir qui définit le spectre de bruit.
La décroissance en fonction de la température suit cette fonction, et s'il était possible d'effectuer une telle mesure à très basse température, vous pourriez observer le maximum de ce spectre.

Remarquez que tous les bruits électroniques ne sont pas des bruits thermiques.

[invitef7b1d442]

Merci de votre réponse,

J'ai fait une application numérique et pour une température 3 °K, le pic se trouve à 966µm, soit 3 103 GHz, ce qui est loin des préoccupations de la plupart des électroniciens.(0 à plusieurs GHz)

Dans la pratique je pense qu'on n'est jamais ennuyé par la zone du pic ?
(je ne sais pas comment s'étend le pic en largeur ?)

cordialement

[phys4]

Il n'est mesurable qu'en infra-rouge, et 3100 GHz est une fréquence dans l'infra-rouge lointain à environ 100 µm.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef7b1d442]

Bonjour,

Dans mon message précédent, j'avais fais mes calculs avec la loi de Wien dans un tableau Excel pour différentes valeurs de T° et j'ai donné le résultat pour 30°K et non pour 3°K.

A-t-on une explication (simple ? ) sur le fait que le spectre de bruit est plat dans le la gamme de fréquence des électroniciens (0 à plusieurs GHz).
Pourquoi le niveau de ce spectre ne décroit- il pas avec la fréquence, comme autour du sommet du pic, ?

Cordialement.

[phys4]

L'effet de pic provient des effets quantiques, ces effets interviennent lorsque le quantum d'énergie lié à la fréquence n'est pas négligeable par rapport à l'énergie d'agitation thermique.

Aux basses fréquences, la quantification de l'énergie n'intervient pas et donc la puissance de bruit est proportionnelle à la largeur de la bande de fréquence. Il y a donc une puissance constante dans une bande de fréquence constante.

Au revoir.

[invitef7b1d442]

Bonjour,
Merci de votre réponse mais je ne saisis pas bien.

Au cas où ce serait ma question qui n’était pas claire, je la reformule avec le graphique ci-dessous : pourquoi a-t-on la courbe bleue plutôt que la rouge ?


Je suis tombé sur cet article
http://www.wikiwand.com/no/Wiens_forskyvningslov
https://upload.wikimedia.org/wikiped..._150dpi_de.png
sur les courbes on voit que pour une temperature de 300°K, la courbe semble pratiquement plate. Peut être faudrait il pouvoir zoomer pour voir un pic ?

Ma question peut se transformer en pourquoi a t on un pic à haute température, plutot qu'une elevation globale d'un spectre plat ?

Par avance merci

[phys4]

Il ne faut pas confondre les graphiques en longueur d'onde et les graphiques en fréquence.

Vous pouvez voir sur vos graphiques, des maximums vers 2 à 10 µm c'est donc vers des fréquences 100 000 GHz que se situent ces maximums.
Lorsque vous raisonnez en fréquence radio ou radar, vous vous situez dans la partie plate de la courbe.

La forme de la courbe est toujours identique a elle-même, c'est une simple question d'échelle.
Pour voir la bosse sur les fréquences ce n'est un zoom qu'il faut mais un détecteur à super large bande.
En fait un détecteur infra-rouge fait très bien l'affaire.

[invite6dffde4c]

...
sur les courbes on voit que pour une temperature de 300°K, la courbe semble pratiquement plate. Peut être faudrait il pouvoir zoomer pour voir un pic ?
...

Bonjour.
Même à 300K la courbe n’est pas plate :
https://www.google.fr/imgres?imgurl=...AEwAQ..i&w=499

Mais vous devriez lire la page de Wikipedia. Vous trouverez cette phrase :
Nyquist's formula is essentially the same as that derived by Planck in 1901 for electromagnetic radiation of a blackbody in one dimension—i.e., it is the one-dimensional version of Planck's law of blackbody radiation.[8]
Qui indique que, si la déduction est similaire, les résultats ne sont pas nécessairement égaux.
Au revoir.

[invitef7b1d442]

Il ne faut pas confondre les graphiques en longueur d'onde et les graphiques en fréquence.

Vous pouvez voir sur vos graphiques, des maximums vers 2 à 10 µm c'est donc vers des fréquences 100 000 GHz que se situent ces maximums.
Lorsque vous raisonnez en fréquence radio ou radar, vous vous situez dans la partie plate de la courbe.

Je ne confonds pas fréquence et longueurs d'ondes.
Voici le graphique en fréquence si vous préferez, la question reste ouverte , pourquoi la mesure est bleue et pas rouge ,au debut + continuité en bleu évidemment


Je ne m'explique pas pourquoi le spectre est plat avant le pic.(dans la courbe en fréquence ci dessus)
pourquoi y a t'il de l'agitation en BF et pourquoi le niveau de cette agitation sur le spectre est plat sur une très large bande ?
Je m'attendrais à une courbe en cloche puisque centrée sur un pic.

Cordialement.

[phys4]

Votre courbe convient parfaitement.
Le bruit est bien centré sur un pic, mais à une fréquence 1 million de fois plus grande que celles utilisées couramment.

Il faudrait être à une fraction de K pour avoir un pic dans les fréquences radar, et alors ce ne serait pas facile à mesurer, l'on pourrait dire impossible.

[invite6dffde4c]

Re.
Voici un graphique avec la courbe à 1 K :
https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j...07473058409347
A+