神經訊號生物物理與電極–組織介面
約翰生–奈奎斯特雜訊
約翰生–奈奎斯特(熱)雜訊是任何電阻性元件中電荷載子的隨機熱運動所產生的電壓雜訊,它設定了電極記錄能有多安靜的底線。其均方電壓為 4 kT R B(k 為波茲曼常數,T 為絕對溫度,R 為電阻,B 為頻寬),因此雜訊與電阻及頻寬的平方根成正比。對電極而言,相關的電阻是介面阻抗的實部,這正是為何高阻抗微電極本質上更吵,以及為何以塗層降低阻抗可改善雜訊底線。
熱雜訊是白雜訊(頻率上平坦),但真實電極也顯示源自介面電化學的過量低頻 1/f(閃爍)雜訊,因此電極總雜訊為熱雜訊底線加上低頻的 1/f 上升。實務上,所記錄的雜訊結合了電極熱雜訊、此 1/f 成分、放大器輸入端等效雜訊,以及生物背景活動;區分它們很重要,因為只有部分能透過電極工程降低,而平均化只能就無相關的部分以試驗次數的平方根改善訊雜比。
只報告 1 kHz 阻抗雖隱含一個熱雜訊估計,卻略去了 1/f 成分與放大器雜訊;實測的雜訊底線常高於熱雜訊預測,尤其在低頻。
又称
另见