Генератор белого шума на интегральной схеме

Схема, описанная в данной статье генерирует белый шум в диапазоне частот от нескольких герц до более чем 100 кГц. Некоторые изменения позволяют настроить схему на генерацию розового шума. Принцип работы системы такой же, как и в любых проектах: источником шума является кремниевый диод или рn переход кремниевого транзистора.

Операционный усилитель способен усиливать входное напряжение в 100000 раз и более; уровня формируемого им выходного сигнала достаточно для работы аудиоусилителей и других аудиоустройств. Выходной импеданс системы составляет около 150 Ом. Схема питается от 12 вольтового источника. Делитель, образованный резисторами R1 и R2, устраняет необходимость использования двуполярного источника питания. Сопротивление резисторов можно изменять в пределах от 10 кОм до 100 кОм. Источник питания состоит из восьми «пальчиковых» батареек (12 В) или из двух последовательно соединенных 9вольтовых батареек. Можно использовать сетевой адаптер с напряжением 1218 В. Последние цифры на маркировке И С стабилизаторов, приведенных в перечне элементов, обозначают выходное напряжение. Так, интегральная схема типа 7812 на выходе обеспечивает напряжение 12 В. Поскольку ток потребления системы невелик, ИС не требует охлаждения. В качестве источника питания рекомендуется использовать батарейки это позволит избежать появления наводок.

Схема вместе с источником питания может быть собрана на печатной плате; другой вариант монтаж на беспаечной плате. Перечень элементов приведен в табл. 1.4. Все компоненты, включая источник питания, уместятся в пластмассовом корпусе. Впрочем, предпочтительнее металлический корпус: и этом случае устройство будет защищено от возникновения наводок. При питании от сети переменного тока может быть использован любой трансформатор с напряжением вторичной обмотки 1215 В. Примечание Необходимо применять экранированный кабель во избежание наводок. Применение устройства Схема генератора шума используется так же, как и в предыдущих проектах. Белый шум поступает на вход магнитофона, усилителя или другого устройства и далее обрабатывается в соответствии с условиями эксперимента. С помощью потенциометра Р1 осуществляется регулировка амплитуды сигнала. Для увеличения уровня шума изменяйте сопротивление резистора R1 в диапазоне 220 кОм 2,2 мОм. Сопротивление резисторов R3 и R4 может варьироваться в пределах от 1 кОм до 100 Ом. Для генерации розового шума соедините выходы 2 и 6 системы цепью. Номинал конденсатора может быть от 1000 пФ до 0,47 мкФ. При замыкании переключателя S1 генератор вырабатывает розовый шум.

В проекте описаны генераторы белого и розового шума, используемые в некоторых экспериментах вместе с усилителями, магнитофонами, фильтрами, передатчиками, компьютерами, эквалайзерами и другими устройствами. В дополнение к опытам, рассмотренным выше, можно поставить еще и некоторые другие: применяя аудиоусилитель, прослушивать белый или розовый шум и через микрофон записывать голоса на пленку. Пассивный фильтр, показанный на 1.30, подключается между выходом магнитофона и наушниками или входом усилителя. Это полосовой фильтр: схема фильтрует входной поток и пропускает лишь сигналы, находящиеся в определенном частотном диапазоне. Нижняя граница пропускаемого спектра частот устанавливается путем регулировки потенциометра, а верхняя граница полосы пропускания определяется значением индуктивности. Правильно настроив схему, вы сможете сделать так, что через нее будут проходить только сигналы, лежащие в диапазоне частот человеческого голоса. Это значительно облегчает обнаружение голосов. Входной и выходной разъемы, соответствующие магнитофону, наушникам и усилителю. Ферритовый стержень, пластмассовая ручка для потенциометра Р1, монтажные провода, припой и т.д. Катушка L1 включает 200500 витков обмоточного провода на ферритовом сердечнике длиной 510 см (подойдет любой диаметр в пределах 0,81,2 см). Все детали можно поместить в пластмассовый корпус. Для подключения системы к выходу магнитофона используйте подходящий разъем и экранированный кабель длиной не более 50 см. Для подключения наушников следует применить соответствующий выходной разъем системы.

Если вы хотите подключить схему ко входу усилителя, также используйте экранированный кабель с соответствующими разъемами. Фильтр подключается между выходом усилителя или магнитофона и низкоимпедансным звуковоспроизводящим устройством громкоговорителем или наушниками. При подключении фильтра между низкоимпедансным источником и высокоимпедансным устройством (например, усилителем) из-за несовпадения импедансов могут возникнуть искажения звука. В этом случае подсоедините одноваттный резистор номиналом 100 Ом параллельно выходу фильтра.

Подключите фильтр к выходу магнитофона и поставьте последний на запись там, где вы планируете найти голоса. Теперь подключите наушники к выходу с фильтра. Обратите внимание, что схема спроектирована так, чтобы быть совместимой с магнитофоном, и предназначена для использования с низкоимпедансными наушниками от 8 до 100 Ом. При использовании аудиоусилителя подключите выход фильтра к входу AUX усилителя. Включив магнитофон, настройте параметры фильтра, чтобы создать наилучшие условия поиска голосов. При использовании аудиоусилителя изменяйте уровень громкости, чтобы добиться оптимального уровня сигнала.

От числа витков катушки L1 зависят характеристики фильтра. Попробуйте поменять это число для достижения наилучших результатов эксперимента.