Генераторы шума. Цифровые генераторы шума

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.Генератор шума на вакуумной  лампе

 

Резистор R1 типа МЛТ-0,25. Резистор R2 проволочный, он используется совместно  с диодом 2ДЗБ. Питание генератора осуществляется от специального блока, схема которого приведена на рис. 3.

 

Рис.3. Блок питания для генератора шума

 

 

Цифровой генератор  шума

 

Цифровой шум представляет собой временной случайный процесс, близкий по своим свойствам к  процессу физических шумов и называется поэтому псевдослучайным процессом. Цифровая последовательность двоичных символов в цифровых генераторах шума называется псевдослучайной последовательностью, представляющей собой последовательность прямоугольных импульсов псевдослучайной длительности с псевдослучайными интервалами между ними. Период повторения всей последовательности значительно превышает наибольший интервал между импульсами. Наиболее часто применяются последовательности максимальной длины - М-последовательности, которые формируются при помощи регистров сдвига и сумматоров по модулю 2, использующихся для получения сигнала обратной связи.

Принципиальная схема  генератора шума с равномерной спектральной плотностью в рабочем диапазоне  частот приведена на рис. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Цифровой генератор шума

 

Этот генератор шума содержит последовательный восьмиразрядный  регистр сдвига, выполненный на микросхеме К561ИР2, сумматор по модулю 2 (DD2.1), тактовый генератор (DD2.3, DD2.4) и цепь запуска (DD2.2), выполненные на микросхеме К561ЛП2.

Тактовый генератор выполнен на элементах DD2.3 и DD2.4 по схеме мультивибратора. С выхода генератора последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования около 100 кГц поступает на входы "С" регистров сдвига DD1.1 и DD1.2, образующих 8-разpядный pегистpа сдвига. Запись инфоpмации в pегистpа пpоисходит по входам "D". На вход "D" pегистpа DD1.1 сигнал поступает с элементa обратной связи сумматора по модулю 2 - DD2.1. При вккочении питания возможно состояние регистров, когда на всех выходах присутствуют низкие уровни. Так как в регистрах М-последовательности запрещено появление нулевой комбинации, то в схему введена цепь запуска генератора, выполненная на элементе DD2.2. При включении питания последний формирует на своем выходе уровень логической единицы, который выводит регистр из нулевого состояния. На дальнейшую работу генератора цепь запуска не оказывает никакого влияния. Сформированный псевдослучайный сигнал снимается с 8-го разряда регистра сдвига и поступает для дальнейшего усиления и излучения. Напряжение источника питания может быть от 3 до 15 В.

В устройстве использованы КМОП микросхемы серии 561, их можно заменить на микротомы серий К564, К1561 или  К176. В последнем случае напряжение питания должно быть 9 В.

Правильно собранный генератор  в налаживании не нуждается. Изменением тактовой частоты можно регулировать диапазон частот шума и интервал между спектральными составляющими для заданной неравномерности спектра.

 

 

Заключение

 

Генераторы  находят широкое применение при  испытаниях на помехоустойчивость регулирующих и управляющих систем, при формировании случайных воздействии и импульсных М-последовательностей, при физических исследованиях и работе с вычислительными машинами, проверке акустических устройств и устройств статистического анализа, определении импульсном ПХ четырехполюсников, проведении статистических корреляционных и других видов измерении в акустике, гидроакустике, медицине и других областях.

Технически эффективным  является применение активных средств  вибро-акустического зашумления, которые обеспечивают высокую эффективность при относительно небольших материальных затратах и несложности установки.

Основные  достоинства цифровых генераторов: использование цифровой обработки  шумового сигнала, генерирование псевдослучайного и случайного шумов, широкие пределы регулировки полосы частот спектра генерируемого шумового сигнала и длины псевдослучайных

 М-последовательностей, дистанционное управление запуском, остановкой и сбросом, оригинальная конструкция и простота в обращении; могут иметь положение ос (случайным шум) и задержанный бинарный выход. Для всех видов сигналов предусмотрен регулируемый выход. Широко применены интегральные микросхемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотех-

нике. – М.: Сов. радио, 1971. – 328 с.

2. Лихарев В.А.  Цифровые методы и устройства в радиолокации. –

М.: Сов. радио, 1973. – 456 с.

3. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигна-

лов / Пер. с англ.; Под ред. Ю.Н. Александрова. – М.: Мир, 1978. – 848 с.