- Čo je to biely šum?
- Požadované komponenty
- Tranzistor BC108
- Zenerova dióda
- Jednoduchá schéma generátora bieleho šumu
- Fungovanie obvodu generátora bieleho šumu
- Testovanie obvodu
- Dôležité
Každý návrhár obvodov používa na odstránenie šumov z návrhu obvodov rôzne techniky. Hluk je jedným z hlavných problémov pri budovaní ľubovoľného obvodu špeciálne súvisiaceho so zvukovou alebo výkonovou elektronikou, ale dnes urobíme obvod, ktorý bude vydávať zvuky. Špeciálny typ šumu označovaný ako biely šum.
Čo je to biely šum?
Pojem Biely pochádzal z Bieleho svetla. Biele svetlo je zmes všetkých svetiel s rovnakou hustotou. Tak ako biele svetlo je zmesou všetkých svetiel, Biely šum je náhodný signál, ktorý má rovnakú hustotu rôznych frekvenciách. Existuje ale rozdiel medzi bielym svetlom a bielym šumom. Svetlo, ktoré je podľa vzhľadu biele, nemá plochú výkonovú spektrálnu hustotu, zatiaľ čo biely šum má konštantnú výkonovú spektrálnu hustotu.
Jednoduchým príkladom bieleho šumu je, keď rádio nezachytí žiadnu rozhlasovú stanicu, môžeme počuť biely šum. V tomto projekte postavíme obvod generátora jednoduchého bieleho šumu pomocou jediného tranzistora, dvoch rezistorov a jednej Zenerovej diódy a elektrolytického kondenzátora.
Použitie generátora bieleho šumu
Biely šum má široké použitie.
- Je široko používaný v hudobnej produkcii.
- Biely šum je užitočný na získanie impulznej odozvy elektrického obvodu. Je súčasťou elektronického inžinierstva.
- Biely šum má náhodnú frekvenciu, takže z bieleho šumu môžeme generovať náhodné čísla.
- Má tiež lekársku implementáciu. Biely šum sa používa pri liečbe tinnitu.
- Zvukoví a akustickí inžinieri používajú biely šum na vyváženie vyrovnania zvuku na koncerte alebo inom mieste výkonu.
Požadované komponenty
Na výrobu tohto generátora bieleho šumu potrebujeme nasledujúce položky -
- Tranzistor BC108.
- 10V Zenerova dióda (1N4740A)
- 68k rezistor
- 6,8k rezistor
- 4,7uF 35V elektrolytický hliníkový kondenzátor
- Tri single berg mužské hlavičky
- Malá medená platňa alebo veroboard
- Spájkovačka
- Spájkovací drôt
- Akýkoľvek napájací zdroj s výstupným napätím medzi 26V a 30.
Tranzistor BC108
Tu je hlavný tranzistor. Pre tento účel sme vybrali BC108, ďalšou výhodnou voľbou je 2N3643. Aj keď akýkoľvek ekvivalentný tranzistor s rovnakým hodnotením bude fungovať dobre, ako sa očakávalo.
Tranzistor s obalom plechovky TO-18 je v elektronike veľmi bežný v porovnaní s typickým plastovým telom nájdeným v BC547 alebo podobnom. BC108 je kremíkový planárny epitaxný tranzistor NPN s napätím kolektora a vysielača 25 V, napätím kolektora a základne 30 V a napätím 5 V a zbernice s kontinuálnym prúdom kolektora 200 mA.
Schéma zapojenia je uvedená na nasledujúcom obrázku -
Zenerova dióda
Ďalším dôležitým komponentom je Zenerova dióda, ktorá je nevyhnutnou súčasťou obvodu generátora šumu. Musíme skontrolovať polaritu diódy, inak obvod nebude fungovať.
Jednoduchá schéma generátora bieleho šumu
Obvod je jednoduchý. K dispozícii je jeden výstupný kolík pre výstup šumu a dva kolíky pre napájanie, Vin a GND.
Fungovanie obvodu generátora bieleho šumu
Tranzistor BC108 získava predpätý prúd cez Zenerovu diódu 10 V, ktorá je umiestnená v reverznom predpätí so základňou tranzistora. Zenerova dióda 10 V slúži ako zdroj hluku. Pre riadenie prúdu sú pripojené ďalšie dva odpory. Kondenzátor 4,7uf pracuje ako filtračný kondenzátor. Obvod potrebuje na zabezpečenie šumu na výstupe pomerne vysoké napätie. Ako vstupné napätie obvodu sme poskytli 26V.
Obvod sme vytvorili v malom verobore.
Testovanie obvodu
Na výstup obvodu sme pripojili osciloskop, aby sme videli hladinu výstupného šumu.
Na videu uvedenom na konci môžeme tiež vidieť úroveň výstupného šumu obvodu. Na videu vidíme, že vlna poskytuje vysokofrekvenčné zvuky.
Signály sme zachytili aj v náhodnom čase.
Na vyššie uvedených obrázkoch sme zachytili šumový signál v štyroch náhodných časoch. Vidíme, že v týchto štyroch signáloch sú k dispozícii rôzne frekvenčné vlny. Nastavili sme časovanie snímania osciloskopu na 100uS a rozdelenie nastavili na 500mV. Nastavili sme tiež kurzor na 1V pk na pk a môžeme vidieť, že veľkosť napätia je dosť stabilná.
Dôležité
- Vytvorte obvod na doske s plošnými spojmi.
- Uistite sa, že dĺžka stôp je krátka.
- Používajte čistý zdroj napájania. Hlučné napájanie môže mať vplyv na výstup.
- Buďte opatrní pri orientácii Zenerovej diódy.
- Pridajte zosilňovač, aby bol hluk počuteľný.