Введение
Программная среда Multisim предоставляет большое количество виртуальных инструментов, предназначенных для генерации тестовых сигналов, а также для измерений и исследования поведения разрабатываемых электрических схем. Виртуальные приборы Multisim — это программные модели контрольно-измерительных приборов, которые соответствуют реальным. Использование виртуальных приборов в Multisim (осциллографов, генераторов сигналов, сетевых анализаторов и т. д.) — простой и понятный метод взаимодействия со схемой, почти не отличающийся от традиционного при тестировании или создании радиоэлектронного устройства. Представленные в Multisim виртуальные инструменты могут быть полезны разработчикам электронных устройств, сэкономят время и спасут от ошибок на всем пути разработки схемы.
Помимо виртуальных инструментов Multisim, в программе имеется набор приборов LabView. С некоторыми из них мы уже ознакомились в предыдущих статьях данного цикла. В состав Multisim входят следующие приборы LabView: измеритель характеристик полупроводниковых приборов (BJT Analyzer), измеритель комплексных сопротивлений (Impedance Meter), микрофон (Microphone), динамик (Speaker), анализатор сигналов (Signal Analyzer), генератор сигналов (Signal Generator), потоковый генератор сигналов (Streaming Signal Generator).
Пиктограмма «Приборы LabVIEW» расположена на панели инструментов «Приборы». Возле пиктограммы находится значок стрелки, нажатие которого приводит к открытию выпадающего списка приборов LabView (рис. 1), поставляемых с Multisim.
Рис. 1. Стандартные инструменты в меню виртуальных приборов LabView
Для того чтобы добавить необходимый прибор в рабочее поле программы, нужно левой кнопкой мыши выбрать строку с его названием в этом списке и разместить его с помощью мыши на схеме. Чтобы отобразить лицевую панель прибора, нужно дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на пиктограмме прибора на схеме. Принцип соединения виртуальных инструментов с элементами схемы такой же, как и для других компонентов схемы. В каждой схеме может использоваться много приборов, в том числе и копии одного и того же прибора. Кроме того, у каждого окна схемы может быть свой набор приборов. Каждая копия настраивается и соединяется отдельно.
Транзистор BC108
Вот главный транзистор. Для этого мы выбрали BC108, другой предпочтительный вариант — 2N3643. Хотя любой эквивалентный транзистор с таким же номиналом будет нормально работать.
Транзистор с корпусом TO-18 Metal Can очень распространен в электронике по сравнению с типичным пластиковым корпусом, используемым в BC547 или аналогичном. BC108 — это кремниевый планарный эпитаксиальный транзистор NPN с напряжением коллектор-эмиттер 25 В, напряжением коллектор-база 30 В и напряжением эмиттер-база 5 В с постоянным током коллектора 200 мА.
Схема распиновки приведена на изображении ниже.
Схема, технические характеристики, работа генератора ГУК-1.
Недавно мне принесли в ремонт генератор ГУК-1. Что бы потом не думалось, сразу заменил все электролиты. О чудо! Все заработало. Генератор еще советских времен, а отношение у коммунистов к радиолюбителям было такое Х… , что вспоминать не охота. Вот отсюда и генератор желал бы быть получше. Конечно самое главное неудобство, это установка частоты высокочастотного генератора. Хоть бы, какой ни будь простенький верньер поставили, поэтому пришлось добавить дополнительный подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком (Фото1). По правде сказать я очень не удачно выбрал для его место, надо было бы чуть-чуть сместить. Я думаю вы это учтете.
Что бы поставить ручку, пришлось удлинить ось триммера, кусок медной проволоки диаметром 3мм. Конденсатор подключается параллельно основному КПЕ или непосредственно, или через «растягивающий» конденсатор, что еще больше увеличивает плавность настройки генератора ВЧ. Для кучи заменил и выходные разъемы – родные уже все раздрыгались. На этом ремонт закончился. От куда схема генератора я не узнал, но похоже, что все соответствует. Возможно она пригодится и вам. Схема генератора универсального комбинированного – ГУК-1 приведена на рисунке 1. В состав прибора входят два генератора, низкочастотный генератор и генератор ВЧ.
1. Диапазон частот ВЧ генератора от 150 кГц до 28 мГц перекрывается пятью поддиапазонами со следующими частотами: • 1 поддиапазон 150 — 340 кГц • II 340 — 800 кГц • III 800 — 1800 кГц • IV 4,0 — 10,2 мГц • V 10,2 — 28,0 мГц
2. Погрешность установки ВЧ не более ±5%. 3. Генератор ВЧ обеспечивает плавную регулировку выходного напряжения от 0,05 мВ до 0,1 В. 4. Генератор обеспечивает следующие виды работ: а) непрерывная генерация; б) внутренняя амплитудная модуляция синусоидальным напряжением с частотой 1кГц. 5. Глубина модуляции не менее 30%. 6. Выходное сопротивление ВЧ генератора не более 200 Ом. 7. НЧ генератор генерирует 5 фиксированных частот: 100 Гц, 500 Гц, 1кГц, 5кГц, 15кГц. 8. Допустимое отклонение частоты НЧ генератора не более ±10%. 9. Выходное сопротивление НЧ генератора не более 600 Ом. 10. Выходное напряжение НЧ плавно регулируется от 0 до 0.5 В. 11. Время самопрогрева прибора — 10 минут. 12. Питание прибора осуществляется от батареи «Крона» напряжением 9 В.
Схема генератора шума
Схема питается от стабилизированного источника питания 15 В.
Микросхема D1 — операционный усилитель с высоким входным сопротивлением, например 544 УД1.
Резисторы R1, R2 — по 150 кОм
Резисторы VD1 — стабилитрон 3.7 В, 0.5 Вт.
Конденсатор С1 — 1000 мкФ. 15 В. Если мы хотим ограничить частоту шума снизу, то емкость этого конденсатора можно уменьшить. Уменьшать можно вплоть до 1 мкФ и меньше, чтобы получить только высокочастотный шум.
Резистор R3 — 1 кОм. Резистор R4 — 1 МОм. Эти резисторы задают коэффициент усиления схемы в рабочем диапазоне частот. При указанных номиналах получится около 1000. Разные стабилитроны шумят с разной интенсивностью. Подбором резистора R4 можно получить нужный уровень выходного сигнала для выбранного стабилитрона.
Резистор R5 — 10 кОм. Резистор С2 — 0.1 мкФ. Эта цепочка исключает возможность самовозбуждения усилителя. Если усилитель возбуждается, нужно увеличивать емкость конденсатора, уменьшаем споротивление резистора. Сопротивление резистора можно уменьшать до нуля. Также эта цепочка задает ослабление спектрального состава шума на высоких частотах. Чтобы получить более розовый (низкочастотный) шум, нужно снижать сопротивление R5 и увеличивать C2, для более фиолетового (высокочастотного) — наоборот.
С выхода генератора сигнал можно подать, например, на Высококачественный усилитель мощности звуковой частоты
(читать дальше…) :: (в начало статьи)
| 1 | 2 |
:: ПоискТехника безопасности :: Помощь
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщений.
Добрый день, скажите, пожалуйста, можно ли использовать данный генератор в качестве генератора виброакустического шума? Т.е. можно ли к выходу усилителя подключить пьезоэлектрические вибродатчики? Достаточно ли будет мощности? Читать ответ…
Вопрос автору. Здравствуйте! Правильно ли я понял, что на операционном усилителе, например, на указанном 544 уд1, используются 3 ножки (из 8)- питание(+,-) и выход?
Паяли ли схему сами? Если да, то можно ли просто вывести на наушники, без подключения к доп.усилителю?
и еще, что скажете насчет вот такой схемы:
Благодарю. Читать ответ…
Еще статьи
Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники….
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы….
Генератор синуса, синусоидальных колебаний, сигнала, напряжения. Схема…
Схема генератора синусоидального сигнала….
Импульсный источник питания. Своими руками. Самодельный. Сделать. Лабо…
Схема импульсного блока питания. Расчет на разные напряжения и токи….
Блокинг генератор. Схема, устройство….
Схема и устройство блокинг генератора…
Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Принцип действия,…
Принцип действия, сборка и наладка преобразователя однофазного напряжения в трех…
Составной транзистор. Схемы Дарлингтона, Шиклаи. Расчет, применение…
Составной транзистор — схемы, применение, расчет параметров. Схемы Дарлингтона, …
Прямоходовый импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, …
Как работает прямоходовый стабилизатор напряжения. Описание принципа действия. П…
Обратноходовый импульсный источник питания. Онлайн расчет. Форма. Пода…
Как рассчитать обратноходовый импульсный преобразователь напряжения. Как подавит…
Схема генератора белого и розового шума
Вы здесь: Главная / Схемы генератора / Схема генератора белого и розового шума
Искать на этом веб-сайте Схема генератора белого шума, который впоследствии может быть отфильтрован для генерации розового шума на выходе.
Если вы слышите белый шум или розовый шум, вы обнаружите, что он в точности похож на шум, который мы слышим в FM-радиоприемниках в отсутствие радиостанции или в телевизорах, показывающих только растровое изображение, при отсутствии сигнала.
Более подробную информацию о розовом шуме можно изучить в следующей статье:
https://en.wikipedia.org/wiki/Pink_noise
Что такое шум
Шум обычно является нежелательным элементом, который может ухудшить эффективность любой измерительный прибор. Следовательно, может показаться странным, что любому пользователю требуется генерация такого шума, однако вы можете найти это вполне нормальным.
Генераторы шума довольно часто вносят шум в радиочастотные усилители, что позволяет пользователю диагностировать низкую эффективность сигнала усилителя.
Генерация шума также оказывается полезной для проверки звуковых систем и в качестве генератора случайных сигналов при добавлении звуковых эффектов ветра в музыкальные выходы. Вы найдете пару широко используемых характеристик генератора шума, а именно «розовый шум» и «белый шум».
Что такое белый шум
Белый шум назван этим именем, потому что он обладает одинаковой силой шума в эквивалентных полосах пропускания во всем рассматриваемом частотном диапазоне. Поэтому, например, источник белого шума может иметь одинаковую энергию в диапазоне частот от 100 до 200 Гц вплоть до диапазона от 5000 до 5100 Гц.
Когда белый шум проходит процесс фильтрации или модификации, его называют цветным шумом или, если быть более точным, его называют «розовым» или «серым» шумом.
Что такое розовый шум
Определение розового шума обычно ограничивается характеристикой шума, которая включает идентичную энергию на процентное изменение ширины полосы. Например, когда рассматривается настоящий розовый шум, энергия между 100 Гц и 200 Гц должна быть идентична энергии между 5000 Гц и 10 000 Гц (изменение на 100 % в каждом из сценариев).
В результате кажется, что розовый шум обладает более высокой частотой низких частот по сравнению с тем, что может иметь белый шум.
Розовый шум может казаться намного более последовательным и стабильным в процессе тестирования.
Чтобы преобразовать белый шум в розовый, необходимо пройти процесс фильтрации, в результате которого его выходной уровень снижается на 3 дБ на октаву или на 10 дБ на декаду по мере увеличения частоты.
Как работает схема
Что касается приведенной выше схемы генератора розового шума, транзистор Q1 можно увидеть в конфигурации, похожей на стабилитрон. Типичная проводка перехода база-эмиттер имеет обратное смещение, что приводит к пробою стабилитрона примерно при напряжении от 7 до 8 вольт.
Шумовой ток стабилитрона Q1 проходит на базу Q2, вызывая генерацию белого шума напряжением около 150 мВ на выходе.
Эта конфигурация «стабилитрона» не только работает как источник шума, но также эффективно смещает Q2, и выходной шум Q2 применяется непосредственно к выходному сигналу белого шума. Чтобы иметь возможность преобразовать белый шум в розовый, необходимо пройти процесс фильтрации, который дает срез на 3 дБ на октаву при повышении частоты.
Обычная RC-сеть может не подходить для реализации в качестве отдельного каскада RC для получения среза в 6 дБ на октаву. По этой причине необходима уникальная схема резистора Rs и конденсатора Cs для приближения к намеченному наклону 3 дБ на октаву.
Так как этот тип фильтра способен обеспечивать высокий уровень ослабления шума, для восстановления выходного уровня необходим усилитель.
Именно по этой причине транзистор Q3 подключен как усилитель с фильтром розового шума, подключенным как цепь обратной связи между коллектором и базой.
Это позволяет получить необходимое качество за счет управления характеристикой зависимости усиления от частоты транзистора. Таким образом, мы можем получить требуемый розовый шум с выхода транзистора Q3, который затем подается на указанное выходное гнездо схемы.
Использование одного транзистора
Простой генератор белого и розового шума можно построить с помощью одного транзистора и стабилитрона. 10-вольтовый стабилитрон служит источником шума и, кроме того, стабилизирует рабочий уровень транзистора.
Сборка недорогого генератора белого шума
Скачать PDF
Реферат
Реализована и доработана конструкторская идея генератора белого шума. Два малошумящих усилителя (МШУ) в каскаде усиливают шум, создаваемый стабилитроном с обратным смещением, работающим в режиме пробоя перехода, создавая белый шум с полосой пропускания в несколько сотен мегагерц. Результаты испытаний показывают, что довольно широкополосный белый шум может быть сгенерирован с использованием нескольких недорогих компонентов.
Белый шум, который определяется как шум с постоянным спектром мощности, полезен для измерения и тестирования широкополосных коммуникационных цепей. Имеющиеся в продаже генераторы белого шума обычно очень дороги. Идея дизайна, представленная в этой статье, представляет собой недорогой метод, который производит белый шум до нескольких сотен МГц.
Этот генератор белого шума основан на лавинном шуме, генерируемом явлением пробоя стабилитрона. Он создается, когда PN-переход работает в режиме обратного пробоя. Лавинный шум очень похож на дробовой, но гораздо более интенсивный и имеет плоский частотный спектр (белый). Величину шума трудно предсказать из-за его зависимости от материалов.
В основном схема имеет 2 части: стабилитрон и малошумящие усилители (МШУ) MAX2650. Диод имеет обратное смещение, и выходной шум снимается с анода. MAX2650 — это широкополосный малошумящий усилитель с коэффициентом усиления 19 дБ, работающий от постоянного тока до 1 ГГц.
Сводка результатов испытаний
Схема генератора белого шума реализована на 2-х платах, одна для стабилитрона, другая для МШУ MAX2650. Выходная дорожка от анода стабилитрона до входа МШУ рассчитана на 50 Ом. Выход МШУ измеряется анализатором спектра Rhode & Schwarz. Для практических целей в интересующей полосе частот желательна мощность шума -60 дБм или выше.
После нескольких экспериментов я получил следующие результаты:
- Выходная мощность шума в основном определяется напряжением пробоя диода. Я использовал стабилитроны с напряжением пробоя 4 В (1N749), 5,1 В (1N751), 5,6 В (1N752), 7,5 В (1N755) и до 12 В (1N759). Мощность шума, создаваемого стабилитроном 12 В, по крайней мере на 15–20 дБ выше, чем мощность шума, создаваемого стабилитроном 5 В.
- Даже при использовании стабилитрона на 12 В коэффициент усиления МШУ в 20 дБ недостаточен для получения мощности шума выше −60 дБм. Нам нужно как минимум два LNA в каскаде (усиление 38 ~ 40 дБ).
- Мощность выходного шума практически не зависит от тока источника. С помощью потенциометра ток диода может варьироваться от 0 мА до 100 мА. В этом диапазоне тока источника мощность шума изменяется довольно случайным образом в пределах ±1 дБ. Похоже, что в явлениях пробоя стабилитрона лавинный шум преобладает над другими источниками шума, такими как дробовой шум (который пропорционален току), мерцающий шум и тепловой шум.
- Спектр частоты/мощности выходного шума не является идеально ровным в широком диапазоне частот. Как видно из результатов испытаний на рис. 2, от 1 МГц до 100 МГц мощность шума падает почти на 10 дБ. Это может быть связано с более высоким внутренним затуханием высокочастотных компонентов.
- 2 МШУ использовались в каскаде для генератора белого шума, что давало усиление 38–40 дБ.
Схема показана на Рисунке 1, а результат теста показан на Рисунке 2. На Рисунке 2 нижняя кривая представляет собой минимальный уровень шума прибора (измеренный, когда все выключено). Вторая кривая снизу — выходной шум МШУ при выключенном диоде. Две верхние кривые представляют собой спектр выходного шума при токе диода 10 мА и 60 мА соответственно.
Рис. 1. Схема генератора белого шума.
Рис. 2. Выходной спектр генератора белого шума.
Заключение
В этой статье реализована конструкторская идея генератора белого шума. Результат тестирования показывает довольно широкополосный белый шум, генерируемый несколькими недорогими компонентами.
Аналогичная версия этой статьи появилась в выпуске журнала Electronica за сентябрь-октябрь 2004 г.
Белые генераторы шума: схема
Эффективными себя показали акустически-вибрационные средства зашумления. При этом они недорого стоят и легко устанавливаются. Генератор шума работает в акустическом частотном диапазоне, гарантируя снижение разборчивости после записи. Наиболее простым методом белого шума является применение шумящих электронных деталей, которые способствуют усилению напряжения.
Принцип действия приборов заключается в излучении ультразвуковых колебаний, которые не слышатся ухом человека. Дело в том, что люди воспринимают звуки в линейном диапазоне, а микрофон на диктофоне не является линейной деталью. Поэтому на входе устройства возникает интерференция, приводящая к подавлению записи. Так как уровень колебаний ультразвука составляет от восьмидесяти до ста децибел, то он может без вреда для здоровья использоваться и в помещениях, и в транспорте.
Генератор шума «Гном» — одно из устройств, борющихся с побочными электромагнитными излучениями. Выпускалось несколько моделей прибора. Сначала они были громоздкими, а затем уменьшались в размере, оставаясь такими же эффективными. Разработка «Гном 5» является примером компактного и удобного устройства, находящегося под рукой. Принцип действия прибора реализуется в работе с персональным компьютером, защищая его от утечки информации. Размещается устройство в системном блоке.
Наряду со шпионской техникой существуют и специальные устройства для защиты информации. Но никто, кроме нас самих, не будет использовать их. Только в наших руках находится информационная защита. А реализовывать ее или нет — личное решение каждого.
Источник
Простой недорогой генератор белого шума
— Реклама —
Белый шум широко используется при тестировании предусилителей, фильтров, усилителей мощности и т.
д. Поэтому генераторы белого шума необходимы как минимум для звукового диапазона сигнала. Эти генераторы существуют на рынке, но обычно они довольно дороги. Вот простой и недорогой генератор белого шума, сделанный из стабилитрона и трех популярных транзисторов с высоким коэффициентом усиления, которые можно легко изготовить.
Этот генератор шума можно использовать отдельно для самых разных целей тестирования. Кроме того, его можно использовать с дополнительными фильтрами для создания таких «цветных» шумов, как розовый шум, серый шум, синий шум и т. д. Целевыми приложениями для этого генератора шума являются частоты до 100 кГц.
Принципиальная схема и работа
Принципиальная схема генератора белого шума показана на рис. 1. Он построен на трех транзисторах BC547 (T1–T3) и стабилитроне 6,8 В (ZD1). Для этого требуется источник питания 15 В постоянного тока.
— Реклама —
Напряжение пробоя стабилитрона ZD1 должно быть ниже напряжения питания Vcc, которое в данном случае составляет 15В.
Шум, создаваемый стабилитроном, зависит от тока через диод. Здесь у нас есть четыре варианта этого тока, которые можно выбрать с помощью переключателей S1, S2, S3 и S4 или перемычек вместо них для экономии средств. Транзистор Т1 работает как эмиттерный повторитель, поскольку при малых токах стабилитрон имеет высокое внутреннее сопротивление.
Схема выдает два выхода — Выход 1 для белого шума, буферизованного от T1, и Выход 2 для усиленного белого шума от транзисторов T2 и T3. Pot VR1 используется для регулировки амплитуды шума, который усиливается T2 и T3.
Транзистор T2 работает как усилитель напряжения, увеличивая амплитуду шума. Коэффициент усиления по напряжению зависит в основном от резисторов, подключенных к эмиттеру и коллектору Т2. Напряжение на коллекторе Т2 (точка А) должно быть около половины напряжения источника питания.
Максимальная амплитуда зависит от стабилитрона и источника питания. Напряжение питания (Vcc) должно находиться в диапазоне от 12 до 25 В. Чем выше значение Vcc, тем лучше, поскольку при необходимости он может давать более высокий выходной сигнал. Схема будет хорошо работать даже с 9V, но номинальное напряжение пробоя стабилитрона в этом случае должно быть ниже 6 В (во время испытаний в EFY Lab использовался источник питания на 15 В и стабилитрон на 6,8 В).
Загрузить PDF-файлы с компоновкой печатных плат и компонентов:
нажмите здесь
Петре Цв Петров был научным сотрудником и доцентом в Техническом университете Софии, Болгария, и экспертом-лектором в OFPPT (Касабланка), Королевство Марокко. Сейчас работает инженером-электронщиком в частном секторе Болгарии
Как работает прибор?
Далеко не все средства, эффективно показывающие себя в помещении, подходят для автомобилей. Примером могут служить микрофоны, снабженные приспособлениями для передачи данных в ИК-диапазоне. Для них потребуется тончайшая настройка, которую в полевых условиях выполнить крайне сложно. Кроме того, должны отсутствовать помехи в направлении луча, что на улице реализовать почти невозможно.
По аналогичным причинам не подойдут и лазерные микрофоны. Остаются стетоскопы, диктофоны и навязывание на высоких частотах, реализуемые по радиоканалу.
Самый популярный генератор шума образует белые или розовые шумы. Чтобы разобрать речь, диапазон разбивают на полосы с одинаковым коэффициентом. Если используемая система — непрофессиональная, то имеется семь полос октав. Если разборчивость составляет от тридцати до восьмидесяти процентов, то погрешность будет до двух процентов для помехи речеподобной, до пяти процентов для розового и белого шумов, а также порядка пятнадцати процентов для спадающего шума, имеющего плотность шесть децибел на высокочастотную сторону октавы.
Эффективность защиты информации, передаваемой в речи, зависит от поставленных целей. Например, необходимо скрыть смысл или тему разговора.
Заключение
Использование программной среды Multisim при разработке электронных устройств позволяет значительно сократить сроки их отладки, ведь очевидно, что процесс моделирования в программной среде, при котором есть возможность проводить виртуальные испытания разработанной схемы, намного проще и менее затратен, чем проведение таких же испытаний на реальном макете. Также использование данной программы моделирования позволяет существенно ускорить разработку сложных схем.
Программа Multisim предоставляет широкий набор виртуальных инструментов, которые позволяют производить измерения различных величин, задавать входные воздействия, строить графики. Технология виртуальных приборов помогает превратить обычный персональный компьютер в устройство с произвольной функциональностью. Отличие модельного эксперимента от реального заключается в том, что в модельном эксперименте могут быть реализованы любые ситуации, в том числе невозможные и аварийные, что в силу разных причин недопустимо при работе с реальными объектами. Как вы уже могли убедиться, виртуальные приборы в программе Multisim изображаются в виде, максимально приближенном к реальному, поэтому работать с ними просто и удобно.
Применение дополнительных виртуальных приборов LabVIEW в Multisim расширяет возможности программы, разрешает выполнять анализ схем и эксперименты, проведение которых было невозможно с набором стандартных виртуальных приборов.