Генератор шума. Схема. Своими руками. Самодельный. Источник шумовых сигналов. Белый, розовый. Генерировать.
Схема генератора шума. Описание. Принцип действия. (10+)
В самом начале своих занятий радиоэлектроникой, я очень хотел сделать генератор шума. Тогда не было плееров и казалось очень привлекательным самому сделать источник мягкого розового шума или шума прибоя, чтобы вставить в уши наушники, заглушить окружающие звуки, отключиться от мира и спокойно медитировать, например, в общественном транспорте. Но тогда сделать своими руками такое устройство мне так и не удалось. Схемы, которые я находил в литературе, не работали.
Сейчас, получив образование в области схемотехники, я понимаю причину и хочу поделиться этим пониманием с Вами.
Генератор шума состоит из двух частей: источника шума и усилителя. Если мы хотим получить не белый шум, то усилитель должен быть с частотно-зависимой характеристикой. Например, розовый шум получается, если понизить коэффициент усиления усилителя на высоких частотах.
Вашему вниманию подборка материалов:
Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Источник шума
В качестве источника шума можно использовать специальную радиодеталь. Но она на поверку представляют собой диод, включенный в обратной полярности с относительно большим обратным током. Это — обычный стабилитрон, только с нормированной характеристикой спектра шума. Так как мне не нужно особенно точно выдерживать спектральный состав шумового сигнала, то я использую обычный стабилитрон, но в нестандартном режиме. У стабилитрона есть минимальный ток стабилизации. Если ток через стабилитрон выше, чем это значение, то стабилитрон начинает стабилизировать напряжение. В этом режиме его шумы относительно невелики. Но если ток через стабилитрон равен около 2% от тока стабилизации, то стабилитрон превращается в отличный источник шумового сигнала.
Усилитель шумового сигнала
Не смотря на то, что стабилитрон в описанном режиме шумит намного сильнее, чем в штатном, все же сигнал слаб. А самое главное, его невозможно подать на низкоомную нагрузку. Как правило выходное сопротивление стабилитрона в шумовом режиме выше 30 кОм. Так что сигнал надо усилить, а заодно отфильтровать.
Лучше всего это сделать с помощью операционного усилителя.
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.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
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: [ссылка удалена] Благодарю. Читать ответ.
Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники.
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы.
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, .
Повышающие переменное, постоянное напряжение бестрансформаторные преоб.
Повышение напряжения без трансформатора. Умножители. Рассчитать онлайн. Преобраз.
Понижающий импульсный источник питания. Применение трансформатора тока.
Как проектировать понижающий импульсный преобразователь напряжения. Шаг 3. Как п.
Источник
Генератор белого шума схема
 |
Принципиальная схема акустического генератора белого шума построена на транзисторе VT1 и использует шумы возникающие в эмиттерном переходе. Полчаемый сигнал будет случайным и хаотическим по частоте, и амплитуде.
Далее хаотический сигнал усиливается транзистором VT2 и операционным усилителем U1. С выхода микросхемы ОУ предусмотрена отводка сигнал на компьютерные колонки, С этого же выхода U1 сигнал поступает на 2 тракта.
Усилитель низкой частоты для вибраторов построен по типовой схеме включения TDA2030. Ее желательно установить на радиатор.
Блок питания акустического генератора белого шума выполнен по классической схема двуполярного стабилизатора напряжения, но более мощного, для возможности применения устройства в больших помещениях или залах. Транзисторы VT4 и VT3 обязательно нужно поставить на радиаторы.
В качестве электромеханических преобразователей можно применить обычные электромагнитные телефоны. Но на их мембраны следует напаять медные таблетки из расчета, что верхний край должен находиться на уровне крышки. По степени отдачи, эти «советские» телефоны являются лучшими. Также можно взять обычные электромагнитные реле или пьезоэлектрические излучатели, но это сильно усложнит конструкцию излучателей.
|
Следующая схема генератора создает электромагнитные радиопомехи в радиоэфире в диапазоне 30 МГц — 1 ГГц. Кроме того эту радиолюбительскую конструкцию можно использовать для блокирования включения радио жучков с дистанционным управлением, т.к воздействует на входные цепи приемника ДУ.
В этой радиолюбительской конструкции использована классическая схема шумового генератора радио диапазона. Поэтому думаю описание не нужно, но следует обратить ваше внимание, что на транзисторы VT1-VT4 нуджно установить на радиаторы. Вместо резисторов R1 и R2 можно поставить один номиналом 4,7 Ома мощностью 10 Вт.
|
Ток потребления схемы автогенератора для создания радиопомех составляет 300 миллиампер. Все транзисторы необходимо закрепить на алюминиевой пластине или радиаторе. Катушки L1-L3 наматываются проводом диаметром 0,15-0,25 на резистор МЛТ-0,25 примерно по 17 витков. Эту конструкцию можно расположить в корпусе бумажного конденсатора.Эта схема глушит приемники и передатчики с частотой до 150 мегагерц.
|
|
Эта глушилка FM диапазона и чуть больше где-то до 200-300 МГц работает очень эффективно. Радиус действия около 50-70 метров, в настройке практически не нуждается.
Катушки индуктивности: L1 -2 витка 0,45 мм на оправке 4мм; L2, L5 — 16 витков ПЭЛШО 0,3 мм на ферритовых кольцах 8*4*2; L3 — 5 витков 0,45 мм на оправке 4мм, L4 — 2 витка 1мм на оправке 8мм, L6 — три витка 0,45 на оправке 4 мм; L7 — пол витка 0,8 мм на оправке 4 мм; L8 — 45 витков 0,5 мм на куске внутренней изоляции от коаксиала, длина намотки 23 мм; L9 — 4 витка 0,45 мм на оправке 4 мм; L10 — 1 виток на оправке 5мм, L11 — 23 витка 0,5 мм на куске внутренней изоляции от коаксиала; Транзистор T1 — КТ368
|
|
Схема генератора белого шума состоит из двух генераторов, управляемых напряжением и выполнена на отечественной микросхеме 531ГГ1. Один генератор работает постоянно на относительно низкой частоте, полученный сигнал поступает на управляющий вход другого генератора, который работает на высокой частоте 20-70 МГц в зависимости от входного напряжения.
|
Схема шумогенератора — классическая, но несмотря на простоту, она применяется в шумогенераторах заводского изготовления. В конструкции устройства используется регулируемый блок питания, изменяющий питание генератора от 1.5 V до 18 V при токе до 2А. Это необходимо для оптимизации выходной мощности. Регулировку устройства нужно осуществлять с использованием индикатора поля, измеряя при этом ток потребления, который не должен превышать 2А. Также для регулировки используются подстроечные резисторы VR2, VR3. Для регулировки равномерности спектра желательно использовать анализатор спектра. Заметим, что нужно обязательно применять принудительное воздушное охлаждение и радиатор максимально большого размера.
|
Диапазон этого акустического генератора от сотен кГц до 1 ГГц. В настройке он не нуждается и начинает работать сразу. Имеет два выхода — обычной (MiddleOut) и высокойИспользование мощного выхода увеливает потребляемый ток и разогрев элементов. Принудительный обдув ветилятором строго обязателен.
|
Источником шума в этом акустическом генераторе является стабилитрон VD1 типа КС168, который работает в режиме лавинного пробоя даже при небольших токах. Сила тока проходящего через стабилитрон в этой конструкции около 100 мкА. Шум снимается с катода стабилитрона и через конденсатор С1 проходит на инвертирующий вход операционного усилителя DA1 на микросхеме КР140УД1208. На противоположный — неинвертирующий вход ОУ поступает напряжение смещения, которое равно половине напряжения питания с делителя напряжения. Делитель построен на резисторах R2 и R3. Режим работы операционного усилителя зависит от номинала резистора R5, а коэффициент усиления вставляется резистором R4. С нагрузки ОУ, роль которой в данной схеме выполняет резистор R6, усиленное напряжение шума поступает на усилитель мощности, DA2 на универсальной микросхеме К174ХА10. С ее выхода шумовой сигнал через конденсатор С4 проходит на громкоговоритель В1. /p>
Уровень шума задаем переменным резистором R6. Стабилитрон VD1 генерирует шум в диапазоне частот от герц до десяти мегагерц. В случае отсутствия К174ХА10 можно применить любой УНГ, главное чтоб у него был широким диапазоном рабочих частот.
|
Цифровой генератор белого шума это временной случайный процесс, близкий по своим свойствам к процессу физических шумов и его называют псевдослучайным процессом. Цифровой последовательностью двоичных символов в цифровых акустических генераторах шума называют псевдослучайной последовательностью, которая представляет собой последовательность прямоугольных импульсов с псевдослучайной длительностью и интервалами между ними.
Генератор шума выполнен на цифровых микросхемах: восьмиразрядный регистр сдвига на микросхеме К561ИР2, сумматор по модулю 2 (DD2.1), тактовый генератор (DD2.3, DD2.4) и цепь запуска (DD2.2), на микросхеме К561ЛП2.
Тактовый генератор на DD2.3 и DD2.4 построен по схеме мультивибратора. С его выхода с частотой следования около 100 кГц последовательность прямоугольных импульсов приходит на регистры сдвига DD1.1 и DD1.2, образующих 8-разpядный pегистpа сдвига. При подаче питания может быть состояние регистров, когда на всех их выходах будут низкие уровни. Т.к в регистрах запрещено появление нулевой комбинации, то в схему введена цепь запуска генератора, на элементе DD2.2. При включении питания DD2.2 выдает на своем выходе единицу, которая переведет регистр из нулевого значения. Сформированный псевдослучайный сигнал снимается с восьми разряда регистра сдвига и проходит на усилитель и излучатель. Напряжение в блоке питания может быть в диапазоне от 3 до 15 В.
В радиолюбительской разработке применены КМОП микросхемы серии 561, их в случае отсутствия можно заменить на микросхемы серий К564, К1561 или даже К176. В случае использования 176 серии напряжение питания должно быть девять вольт.
Правильно распаянный и собранный цифровой акустический генератор в настройке не нуждается. Меняя тактовую частоты можно изменять диапазон «белого шума» и интервал между спектральными составляющими.
|
В резестивном генераторе белого шума ЭДС появляется из-за повышения температуры токопроводящего слоя резистора, который нагревается от постоянного тока, поступающего через фильтр, который выполнен на дросселе L1 и конденсаторе С2. Протекающий ток можно изменять путем подкрутки переменного резистора R2.
Конструктивно радиолюбительсое изобретение выполнено в прямоугольном корпусе из стеклотекстолита, со съемной крышкой. . На передней панели находится ручка резистора R2 со шкалой.
Дроссель L1 — 15 витков провода диаметром 0,6 мм, намотанного на оправке диаметром 4 мм.
 |