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Rauschdichte

Rauschdichte ist ein Begriff aus der Signalelektronik und -messtechnik, der die Verteilung der Rauschleistung eines Signals über das Frequenzspektrum beschreibt. Sie gibt an, wie viel Rauschen pro Frequenzbreite in einem System vorhanden ist, und wird häufig als spektrale Leistungsdichte S n(f) angegeben. Die Größenordnung lautet V^2/Hz oder A^2/Hz. Zur praktischen Verwendung wird oft die Wurzel aus der Leistungsdichte herangezogen, die Rauschspannungsdichte n(f) bzw. Rauschstromdichte i(f), gemessen in V/√Hz bzw. A/√Hz.

Rauschdichte wird häufig für elektrische Bauteile und Systeme angegeben, etwa für Verstärker, Sensoren, Kabel oder Widerstände.

Die totale Rauschspannung in einem Band Δf ergibt sich aus der Integration der spektralen Dichte: v_rms^2 =

Rauschdichte dient der Bewertung der Rauschleistung von Systemen, der Spezifikation von Bauteilen und der Auslegung von

Bei
weißem
Rauschen
ist
S
n(f)
konstant,
das
heißt
die
Rauschdichte
ist
über
das
Frequenzspektrum
hinweg
nahezu
gleich.
Bei
1/f-Rauschen
nimmt
die
Dichte
bei
niedrigen
Frequenzen
zu.
Weitere
Rauschquellen
sind
thermisches
Rauschen
(Johnson-Nyquist),
Schussrauschen
und
Flickerrauschen.
∫
S_v(f)
df.
Für
weißes
Rauschen
vereinfacht
sich
dies
zu
v_rms
=
n
×
√Δf
(einseitig)
bzw.
v_rms
=
n
×
√(2Δf)
bei
zweiseitig
definierter
Dichte.
Thermisches
Rauschen
in
Widerständen
folgt
der
Beziehung
en
=
√(4
k
T
R)
V/√Hz,
wobei
k
die
Boltzmann-Konstante,
T
die
Temperatur
und
R
der
Widerstand
ist;
bei
Raumtemperatur
ergibt
sich
für
1
kΩ
eine
Rauschdichte
von
etwa
4
nV/√Hz.
Mess-
und
Frequenzbereich.
Messungen
erfolgen
meist
mittels
Spektrumanalysatoren
oder
speziellen
Rauschmessverfahren.