Απλό κύκλωμα παραγωγής λευκού θορύβου

Κάθε σχεδιαστής κυκλώματος χρησιμοποιεί διαφορετικές τεχνικές για να αφαιρέσει τους θορύβους από το σχεδιασμό του κυκλώματος. Ο θόρυβος είναι ένα από τα κύρια ζητήματα κατά την κατασκευή οποιουδήποτε κυκλώματος που σχετίζεται ειδικά με το Audio ή το Power Electronics, αλλά σήμερα, θα κάνουμε ένα κύκλωμα που θα παράγει θόρυβους. Ένας ειδικός τύπος θορύβου που υποδηλώνεται ως Λευκός θόρυβος.

Τι είναι ο λευκός θόρυβος;

Ο όρος Λευκό προήλθε από το Λευκό Φως. Ένα λευκό φως είναι ένα μείγμα όλων των φώτων σε ίση πυκνότητα. Έτσι, όπως το λευκό φως είναι το μείγμα όλων των φώτων, ο Λευκός θόρυβος είναι ένα τυχαίο σήμα που έχει ίση πυκνότητα διαφορετικών συχνοτήτων. Αλλά υπάρχει μια διαφορά μεταξύ του White Light και του White noise. Το φως που είναι λευκό από την εμφάνιση δεν έχει επίπεδη φασματική πυκνότητα ισχύος, ενώ ο λευκός θόρυβος έχει σταθερή φασματική πυκνότητα ισχύος.

Ένα απλό παράδειγμα λευκού θορύβου είναι όταν το ραδιόφωνο δεν καταγράφει κανένα ραδιοφωνικό σταθμό, μπορούμε να ακούσουμε τον λευκό θόρυβο. Σε αυτό το έργο, θα κατασκευάσουμε ένα απλό κύκλωμα γεννήτριας απλού λευκού θορύβου χρησιμοποιώντας ένα τρανζίστορ, δύο αντιστάσεις και μία δίοδο Zener και ηλεκτρολυτικό πυκνωτή.

Χρήση της γεννήτριας White Noise

Ο λευκός θόρυβος έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσης.

1. Χρησιμοποιείται ευρέως στη Μουσική Παραγωγή.
2. Ο λευκός θόρυβος είναι χρήσιμος για την επίτευξη της παλμικής απόκρισης ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Είναι μέρος της μηχανικής Ηλεκτρονικής.
3. Ο λευκός θόρυβος έχει τυχαία συχνότητα, έτσι μπορούμε να παράγουμε τυχαίους αριθμούς από τον λευκό θόρυβο.
4. Έχει επίσης ιατρική εφαρμογή. Ο λευκός θόρυβος χρησιμοποιείται στη θεραπεία εμβοών.
5. Οι μηχανικοί ήχου και ακουστικής χρησιμοποιούν λευκό θόρυβο για να εξισορροπήσουν την εξίσωση του ήχου σε μια συναυλία ή σε άλλο χώρο απόδοσης.

Απαιτούμενα συστατικά

Για να φτιάξουμε αυτή τη λευκή γεννήτρια θορύβου χρειαζόμαστε τα ακόλουθα είδη-

1. Τρανζίστορ BC108.
2. Δίοδος 10V Zener (1N4740A)
3. 68 k αντίσταση
4. 6.8k αντίσταση
5. 4.7uF 35V Ηλεκτρολυτικός πυκνωτής αλουμινίου
6. Τρεις μονές αρσενικές κεφαλίδες Berg
7. Μικρή επένδυση από χαλκό ή σανίδα
8. Κολλητήρι
9. Σύρμα συγκόλλησης
10. Οποιαδήποτε τροφοδοσία με τάση εξόδου μεταξύ 26V και 30.

Τρανζίστορ BC108

Εδώ είναι το κύριο τρανζίστορ. Επιλέξαμε το BC108 για το σκοπό αυτό, μια άλλη προτιμώμενη επιλογή είναι το 2N3643. Αν και οποιοδήποτε ισοδύναμο τρανζίστορ με την ίδια βαθμολογία θα λειτουργήσει καλά όπως αναμενόταν.

Το τρανζίστορ με συσκευασία TO-18 Metal Can είναι πολύ συνηθισμένο στα ηλεκτρονικά σε σύγκριση με το τυπικό πλαστικό σώμα που βρέθηκε στο BC547 ή παρόμοιο. Το BC108 είναι ένα NPN Silicon Planar Epitaxial Transistor με τάση συλλεκτών-εκπομπών 25v, τάση συλλέκτη-βάσης 30V και τάση βάσης πομπού 5V με συνεχές ρεύμα συλλέκτη 200mA.

Το διάγραμμα pinout δίνεται στην παρακάτω εικόνα-

Δίοδος Ζένερ

Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο είναι η δίοδος Zener, η οποία αποτελεί ουσιαστικό μέρος του κυκλώματος παραγωγής θορύβου. Πρέπει να ελέγξουμε την πολικότητα της διόδου, διαφορετικά το κύκλωμα δεν θα λειτουργήσει.

Απλό σχηματικό λευκό θόρυβο

Το κύκλωμα είναι απλό. Υπάρχει ένας πείρος εξόδου για έξοδο θορύβου και δύο ακίδες για τροφοδοσία, Vin και GND.

Λειτουργία του κυκλώματος γεννήτριας White Noise

Το τρανζίστορ BC108 λαμβάνει το ρεύμα πόλωσης μέσω της διόδου 10V Zener που τοποθετείται σε αντίστροφη πόλωση με τη βάση τρανζίστορ. Η δίοδος 10V Zener λειτουργεί ως πηγή θορύβου. Άλλες δύο αντιστάσεις συνδέονται για έλεγχο ρεύματος. Ο πυκνωτής 4.7uf λειτουργεί ως πυκνωτής φίλτρου. Το κύκλωμα χρειάζεται αρκετά υψηλή τάση για να παρέχει θόρυβο στην έξοδο. Παρέχουμε 26V ως τάση εισόδου του κυκλώματος.

Φτιάξαμε το κύκλωμα σε μια μικρή πλακέτα.

Δοκιμή του κυκλώματος

Συνδέσαμε ένα παλμογράφο στην έξοδο του κυκλώματος για να δούμε το επίπεδο εξόδου θορύβου.

Μπορούμε επίσης να δούμε το επίπεδο εξόδου θορύβου του κυκλώματος στο βίντεο που δίνεται στο τέλος. Στο βίντεο, μπορούμε να δούμε ότι το κύμα παρέχει θορύβους υψηλής συχνότητας.

Καταγράψαμε επίσης τα σήματα σε τυχαίο χρόνο.

Στις παραπάνω εικόνες, καταγράψαμε το σήμα θορύβου σε τέσσερις τυχαίες φορές. Μπορούμε να δούμε ότι σε αυτά τα τέσσερα σήματα υπάρχουν διαφορετικά κύματα συχνότητας διαθέσιμα. Ρυθμίζουμε το χρονισμό δέσμευσης παλμογράφων στα 100uS και ρυθμίζουμε τη διαίρεση στα 500mV. Ορίσαμε επίσης τον κέρσορα σε 1V pk σε pk και μπορούμε να δούμε ότι το μέγεθος της τάσης είναι αρκετά σταθερό.

Σπουδαίος

1. Κάντε το κύκλωμα στην πλακέτα PCB.
2. Βεβαιωθείτε ότι το μήκος των ιχνών είναι μικρό.
3. Χρησιμοποιήστε καθαρό τροφοδοτικό. Το θορυβώδες τροφοδοτικό μπορεί να επηρεάσει την έξοδο.
4. Προσέξτε τον προσανατολισμό της δίοδος Zener.
5. Προσθέστε έναν ενισχυτή για να ακούσετε τον θόρυβο.