自然の雑音
熱雑音
　電力が４ＫＴＢで表される自然の雑音です。ここで、Ｋはボルツマン定数、Ｔは 絶対温度、Ｂはバンド幅です。例えば１ｋΩの抵抗は常温（３００Ｋ）で４．０７ ｎＶ／√Ｈｚの雑音電力密度の雑音源と考えられます。(例題)
熱起電力による雑音
異種の金属が接触していて、その両端で温度差があると熱起電力が発生します。 これを利用したものが熱電対ですが、それが意図しないものであった場合は雑音に なります。特に微少電圧回路ですと、トランジスタやＩＣのピンとはんだと銅箔パ ターンとの間の温度勾配による雑音が問題になったりします。こういう場合は、温 度勾配を減らすために回路を銅ブロック上に回路を設け、配線は銅のスタッド上に 圧着で接続したりします。また、発熱をできるだけ少なくし、風による温度変化も 考慮します。
例題 : 具体例を挙げて考察してみましょう。 　例えば、送信機に接続されるマイクロフォンの増幅器ですが、マイクの信号レベ ルが規定値以上になると、出力が飽和してスプリアスを発生したり、デビエーショ ンが広がるなどの弊害が発生するため、ある一定の信号レベルを越えないように、 自動的にレベルを制限する必要があります。ちなみにマイクと口との距離でも４０ ｄＢ程度は容易にレベルが変動しますし、かなり訓練されたアナウンサーでも声の 大きさの変動は２０ｄＢ程度はあります。自然さを損なわない範囲で制限をかける とすると、およそ６０ｄＢ程度の制限域があれば良いものとします。ここで、制限 型増幅器を実現するのに、ボリュームの代わりに、電子式可変抵抗素子としてＦＥ Ｔを採用したとします。さて、ＦＥＴが抵抗として働けるドレイン−ソース間電圧 は、歪みを数％程度許容したとして、１０ｍＶ程度までです。通常の小信号ＦＥＴ ですと、チャネル抵抗値は１００Ω程度から数ＭΩ程度ですが、ゲートの制御電圧 に対して、ログリニアな範囲を考えると３３０Ωから１ＭΩ程度のあたりが使えそ うです。そうすると、最大で６０ｄＢのアッテネーションを得るためには、アーム 抵抗は、３３０ＫΩにする必要があります。ここで、アッテネーションが最少の時 のことを考えます。制限がかかりはじめる時のレベルで、３３０ＫΩの信号源抵抗 で１０ｍＶということで、熱雑音に対するＳ／Ｎを考えてみます。抵抗の熱雑音電 圧は、√（４ＫＴＢＲ）ですから、温度が最大６０℃、帯域幅が２０ＫＨｚとすると、 雑音電圧Ｖｎは、 Ｖｎ　＝√（４×１．３８ｅ２３×３３３×２．０ｅ４×３．３ｅ５） 　　　≒１１μＶ Ｓ／Ｎ≒２０ｌｏｇ（１０ｍ／１１μ） 　　　≒５９ｄＢ 歪み率やＳ／Ｎの値は通信機用としては十分な値ですが、放送用としては不十分で す。性能を改善したい場合は、どのような方法が考えられますか。
note: ボルツマン定数 : 1.38e-23 [J/K]
© 2000 Takayuki HOSODA.