每个电路设计人员都使用不同的技术来消除电路设计中的噪声。噪声是构建任何与音频或电力电子设备特别相关的电路时的主要问题之一,但是今天,我们将制造一个会产生噪声的电路。一种特殊的噪声,称为白噪声。
什么是白噪声?
白色一词来自白光。白光是密度相等的所有光的混合。因此,就像白光是所有光的混合体一样,白噪声是随机信号,具有相同密度的不同频率。但是白光和白噪声之间是有区别的。从外观上看是白色的光不具有平坦的功率谱密度,而白噪声具有恒定的功率谱密度。
一个简单的白噪声示例是,当广播没有捕获任何广播电台时,我们可以听到白噪声。在这个项目中,我们将使用一个晶体管,两个电阻,一个齐纳二极管和电解电容器构建一个简单的白噪声发生器电路。
使用白噪声发生器
白噪声具有广泛的用途。
- 它被广泛用于音乐制作。
- 白噪声可用于获得电路的脉冲响应。它是电子工程的一部分。
- 白噪声的频率是随机的,因此我们可以从白噪声生成随机数。
- 它也有医疗手段。白噪声用于耳鸣治疗。
- 声音和声学工程师使用白噪声来平衡音乐会或其他表演场地中的声音均衡。
所需组件
要制作此白噪声发生器,我们需要以下各项:
- BC108晶体管。
- 10V稳压二极管(1N4740A)
- 68k电阻
- 6.8k电阻
- 4.7uF 35V电解铝电容器
- 三单伯格男头
- 小型覆铜板或Veroboard
- 烙铁
- 焊锡丝
- 任何输出电压在26V至30V之间的电源。
晶体管BC108
这是主晶体管。我们为此选择了BC108,另一个更好的选择是2N3643。尽管任何具有相同额定值的等效晶体管都可以按预期工作。
与BC547或类似产品中的典型塑料本体相比,带有TO-18金属罐封装的晶体管在电子产品中非常常见。BC108是NPN硅平面外延晶体管,具有25v集电极-发射极电压,30V集电极-基极电压和5V发射极-基极电压,并具有200mA连续集电极电流。
引脚图如下图所示:
齐纳二极管
齐纳二极管是另一个重要的组件,它是噪声发生器电路的重要组成部分。我们需要检查二极管的极性,否则电路将无法工作。
简单的白噪声发生器原理图
电路很简单。有一个用于噪声输出的输出引脚和两个用于电源的引脚Vin和GND。
白噪声发生器电路的工作
晶体管BC108通过10V齐纳二极管获得偏置电流,该齐纳二极管与晶体管基极反向偏置。10V齐纳二极管用作噪声源。连接了其他两个电阻器以进行电流控制。4.7uf电容器用作滤波电容器。该电路需要相当高的电压以在输出端提供噪声。我们提供了26V作为电路的输入电压。
我们在小型Veroboard上制作了电路。
测试电路
我们在电路的输出端连接了一个示波器,以查看噪声输出电平。
在最后给出的视频中,我们还可以看到电路的噪声输出电平。在视频中,我们可以看到该波正在产生高频噪声。
我们还随机捕获信号。
在上面的图像中,我们随机捕获了四个噪声信号。我们可以看到,在这四个信号中,存在不同的频率波。我们将示波器捕获时序设置为100uS,并将分频设置为500mV。我们也将光标设置在pk到1V pk之间,可以看到电压幅度非常稳定。
重要
- 在PCB板上制作电路。
- 确保走线的长度短。
- 使用干净的电源。嘈杂的电源可能会影响输出。
- 注意齐纳二极管的方向。
- 添加一个放大器以使噪声可听见。