Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Радиосхемы. – Широкополосный генератор шума

Категория

Самодельные измерительные приборы

материалы в категории

Этот универсальный широкополосный генератор шума от десятков Гц до десятков МГц, может пригодиться любителям радиоприёма для настройки преселекторов и резонансных магнитных антенн, а также инженерам и любителям звуковой техники в качестве источника белого шума. Он не содержит дефицитных или дорогостоящих деталей, прост в изготовлении и не требует наладки.

Схема генератора шума

Собственно источником шума в ней служит стабилитрон VD2, на транзисторе VT1 выполнен широкополосный усилитель шумового напряжения, а на транзисторе VT2 – эмиттерный повторитель для согласования генератора с 50 -омной нагрузкой.
В отличие от других схем генератора шума, источник шума на стабилитроне VD2 в этой схеме включен не в цепь базы транзистора VT1, а в цепь эмиттера. База транзистора VT1 по переменному
току соединена с общим проводом схемы конденсаторами С1 и С2.

Таким образом транзистор VT1 в усилительном каскаде включен по схеме с общей базой. Поскольку схема с общей базой, – как подробно изложено в [1], – лишена главного недостатка схемы с общим эмиттером – эффекта Миллера, то такое включение обеспечивает максимальную широкополосность усилителя шумового напряжения для данного типа транзистора.
А такой недостаток схемы с общей базой, как высокое выходное сопротивление, компенсируется затем эмиттерным повторителем на транзисторе VT2. В итоге выходное сопротивление генератора шума составляет около 50 Ом (более точно устанавливается подбором резистора R6).

Кроме того, при таком включении, в отличие от распространенной в Internet-e схемы генератора шума, приведенной в [2], где стабилитрон включен последовательно с базой транзистора, через стабилитрон, включенный в эмиттер транзистора, протекает больший ток, и, соответственно, уровень собственных шумов стабилитрона также повышается. Режимы работы транзисторов VT1 и VT2 и стабилитрона VD2 по постоянному току устанавливаются резисторами R2, R3 и R5: напряжение на базе транзистора VT1, равное половине напряжения питания, устанавливается состоящим из двух одинаковых резисторов R1 и R2 делителем напряжения, а ток через стабилитрон VD2 устанавливается резистором R5.

Номинальное сопротивление резистора R4 выбирается таким, чтобы рабочее напряжение на
переходе коллектор-база транзистора VT2 лежало в пределах 4..8 В. Это сопротивление приблизительно рассчитывается как частное от деления требуемого значения напряжения на переходе коллектор-база транзистора VT2 на значение коллекторного тока транзистора VT1, приблизительно равное значению тока через стабилитрон VD2. Нижний по схеме вывод стабилитрона VD2 по переменному току соединён с общим проводом

схемы конденсаторами СЗ и С5. Дроссель L1 немного поднимает усиление по напряжению усилителя на транзисторе VT1 и тем самым в некоторой степени компенсирует падение уровня
шумового сигнала на частотах выше 2 МГц. Свето- диод VD1 служит для индикации включения питания генератора шума выключателем SA1.

Спектр
Спектральный состав шумового сигнала на выходе генератора от 2 МГц до 32 МГц иллюстрирует
фото, сделанное с экрана анализатора спектра, где:
шумовая дорожка №1 – это уровень шума при выключенном генераторе; шумовая дорожка №2 – это уровень шума при
включенном генераторе и закороченном дросселе L1; шумовая дорожка №3 – работа генератора шума с дросселем L1.

Масштаб горизонтальной оси частот составлял 3 МГц/дел. На более низких частотах, в том числе звуковых, спектр шума распределён более-менее равномерно.

Приведенное ниже фото иллюстрирует спектральный состав шума в диапазоне частот от 500 кГц до 2 МГц,

где: шумовая дорожка №1 – это уровень шума при
выключенном генераторе; шумовая дорожка №2 – это уровень шума при
включенном генераторе с дросселем L1.
Входное сопротивление анализатора спектра во всех случаях было установлено равным 50 Ом.

Питание

Для электропитания генератора шума необходим стабилизированный источник питания. Точность
установки напряжения питания 24 В должна быть не хуже ±5%.
Если такой возможности нет, то запитать генератор можно от источника питания напряжением в пределах от 20 до 30 Вольт, но для этого необходимо стабилизировать напряжение на базе транзистора VT1 на уровне +12 В при помощи, например, стабилитрона, установленного вместо резистора R3. Сопротивление резистора R2 при

этом должно быть равным 1,6 кОм.
Генератор шума можно также запитать от двуполярного источника питания ±12 В как показано на
схеме (стр.11), элементы CI, С2, R2 и R3 при этом устанавливать не надо.

Детали

В схеме генератора шума транзисторы КТ315 можно применить с любым буквенным индексом
или заменить их на любые другие высокочастотные транзисторы с максимально допустимым
напряжением коллектор-эмиттер не менее 20 В.
Вполне подойдёт, например, такой распространённый импортный транзистор как 2N2222A.
Стабилитрон VD2 – любой на напряжение около 9 В.
В схеме генератора шума автором опробован отечественный стабилитрон Д814Б – какой-либо разницы в работе генератора замечено не было.
Окончательный выбор пал на стабилитрон BZX55C9V1 лишь потому, что последний имеет
гораздо меньшие габаритные размеры. Конденсаторы С2, СЗ, С4 и С6 – керамические,
остальные – электролитические с рабочим напряжением до 35 В.


Дроссель L1 выполнен на ферритовом бинокуляре марки ЗОВН и содержит четыре с половиной витка
обмоточного провода ПЭТВР диаметром 0,15 мм.
Светодиод VD1 – любой (но не инфракрасный).

Универсальный широкополосный генератор шума был собран на маленькой макетной платке размером
30 х 25 мм, печатная плата не разрабатывалась. При использовании описанного генератора в
качестве источника белого шума в звуковом диапазоне частот входное сопротивление подключаемой
к генератору цепи должно быть не меньше 33 кОм. В противном случае, во избежание «завала»
частотной характеристики в области сотен герц, необходимо увеличить ёмкость конденсатора Сб.

Литература:
1. Титце У., Шенк К., Полупроводниковая схемотехника: справочное руководство, пер. с нем.-М.:
Мир, 1982, стр.229;
2. Простой генератор белого шума. – Радио, 1979, №9, стр.58 (статья перепечатана из английского

журнала «Wireless World», 1978, №5).
С. М. Задорожный
http://mods. radioscanner. ги/

Широкополосные генераторы шума (пространственное зашумление)

Широкополосные генераторы шума (пространственное зашумление)

Пространственное зашумление осуществляется для маскировки информативных (содержащих конфиденциальную информацию) побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) от компьютеров, периферийных устройств, а также другой оргтехники посредством создания шумовой помехи в полосе частот (как правило, от 0,01 до 2000 МГц). Для пространственного зашумления используются широкополосные генераторы шума с соответствующими антенными системами. Недостатком данного способа защиты информации является создание непреднамеренных помех широкому классу радиоэлектронных устройств, расположенных в непосредственной близости от передатчика помех (телевизоры, радиоприемники и т.д.). При использовании широкополосных генераторов шума для защиты информации они должны быть подвергнуты процедуре подтверждения соответствия требованиям информационной безопасности в форме сертификации или декларирования соответствия.

Устройство комбинированной защиты «Соната-РК1»
Устройство комбинированной защиты информации, обрабатываемой основными техническими средствами и системами до 1 категории включительно, от утечки за счёт ПЭМИН путём постановки маскирующих помех в линиях электропитания и заземления, а также путём пространственного зашумления и частичного поглощения информативных сигналов, распространяющихся по линиям электропитания и заземления.
Система для защиты «Гром-ЗИ-4Б»
Система защиты «Гром-ЗИ-4Б» предназначена для маскировки побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН) средств вычислительной техники.
Устройство защиты «Соната-Р2»
Устройство защиты объектов информатизации от утечки информации по техническим каналам «Соната-Р2» предназначено для защиты объектов ВТ (вычислительной техники) до 1-й категории включительно от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений и наводок на линии электропитания и заземления, инженерные коммуникации и линии вспомогательных технических средств.

Схема широкополосного генератор шума ЗЧ на двух транзисторах

September 19, 2012 by admin Комментировать »

   Электрическая схема такого широкополосного генератора шума приведена на рис. 5.8. Собственно источником шума в ней служит стабилитрон VD2, на транзисторе VT1 выполнен широкополосный усилитель шумового напряжения, а на транзисторе VT2 — эмиттерный повторитель для согласования генератора с 50-омной нагрузкой.

   В отличие от других схем генератора шума, источник шума на стабилитроне VD2 в этой схеме включен не в цепь базы , транзистора VT1, а в цепь эмиттера. База транзистора VT1 по переменному току соединена с общим проводом схемы конденсаторами С1 и С2. Таким образом, транзистор VT1 в усилительном каскаде включен по схеме с общей базой. Поскольку схема с общей базой лишена главного недостатка схемы с общим эмиттером — эффекта Миллера, то такое включение

 

 

   Рис. 5.8. Широкополосный генератор шума

   обеспечивает максимальную широкополосность усилителя шумового напряжения для данного типа транзистора.

   А такой недостаток схемы с общей базой, как высокое выходное сопротивление, компенсируется затем эмиттерным повторителем на транзисторе VT2. В итоге выходное сопротивление генератора шума составляет около 50 Ом (более точно устанавливается подбором резистора R6).

   Режимы работы транзисторов VT1, VT2 и стабилитрона VD2 по постоянному току устанавливаются резисторами R2, R3 и R5:

  • напряжение на базе транзистора VT1, равное половине напряжения питания, устанавливается состоящим из двух одинаковых резисторов R1 и R2 делителем напряжения;
  • ток через стабилитрон VD2 устанавливается резистором R5.

   Нижний по схеме вывод стабилитрона VD2 по переменному току соединен с общим проводом схемы конденсаторами СЗ и С5. Дроссель L1 несколько поднимает усиление по напряжению усилителя на транзисторе VT1 и тем самым в некоторой степени компенсирует падение уровня шумового сигнала на частотах выше 2 МГц. Светодиод VD1 служит для индикации включения питания генератора шума выключателем SA1.

Литература: Корякин-Черняк С. Л. Как собрать шпионские штучки своими руками.

1.1 Общие теоретические сведения о генераторах радиошума. Широкополосный генератор радиошума

Похожие главы из других работ:

Исследование супергетеродинного приёмника

1. Теоретические сведения

В супергетеродинном приёмнике (далее СГП) осуществляется преобразование частоты радиосигнала fс в промежуточную частоту fпр…

Микропрограммный автомат на постоянном запоминающем устройстве для кодирования манчестерского кода

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Моделирование устройства передачи по бинарному каналу связи

5.1.1 Теоретические сведения

Код с удвоением характеризуется введением дополнительных противоположных символов для каждого информационного символа, т. е. «0» дополняется «1» и наоборот: 1 1 0 0 1 1 > 10 10 01 01 10 10 Показателем ошибки будет появление одинаковых элементов в паре…

Проект кабельной линии автоматики, телемеханики и связи на участке железной дороги Южно-Сахалинск – Ильинск-Сахалинский (Дальневосточная ж/д)

8.1 Теоретические сведения

Кабельные цепи в строительных длинах одного и того же типа кабеля всегда имеют различные электрические характеристики (в пределах допустимых техническими условиями), и от того, как они будут соединены…

Проектирование активного RC-фильтра нижних частот с ограниченной полосой пропускания

Теоретические сведения

Тенденция к микроминиатюризации радиоэлектронной аппаратуры в очень острой форме ставит вопрос о путях дальнейшего развития техники селективных устройств. Уменьшение габаритов LC -фильтров ограничено тем…

Разработка высокочастотного аналого-цифрового преобразователя

1.1 Теоретические сведения

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) – один из самых важных электронных компонентов в измерительном и тестовом оборудовании. АЦП преобразует напряжение (аналоговый сигнал) в код…

Разработка линии связи на участке железной дороги между станциями Жабинка – Барановичи

8.1 Теоретические сведения

Кабельные цепи в строительных длинах одного и того же типа кабеля всегда имеют различные электрические характеристики (в пределах допустимых техническими условиями), и от того, как они будут соединены…

Разработка пакета учебно-прикладных программ по дисциплине “Проектирование интегральных микросхем”

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Расчет требуемой мощности передатчика радиолокационной системы для цели с минимальным поперечником рассеяния

2. Теоретические сведения

Основными характеристиками, определяющими возможность использования радиолокатора по назначению, являются обеспечение надежного обнаружения различных объектов, измерение их координат и оценка их свойств…

Расчет электрических характеристик кремниевого интегрального n-канального МДП-транзистора

1.
2 Теоретические сведения

Синтез микропрограммного автомата с жесткой логикой

1.2 Теоретические сведения

Синтез систем автоматического управления

1.1 Теоретические сведения

Для одноконтурной системы наиболее часто регулятор включается последовательно с объектом управления (рис. 1.1). Размещено на http://www.allbest.ru/ Рис. 1.1…

Синтез систем автоматического управления

3.1 Теоретические сведения

Межтактовые колебания, которые появляются в системе, включающей в себя регуляторы, можно устранить, задавая конечное время установления управляющей и регулируемой переменных. Джури назвал такой характер протекания процессов апериодическим…

Синтез счетчиков импульсов

1. Теоретические сведения

Суммирующий счетчик

3. Теоретические сведения

Генератор аналоговых ВЧ-и СВЧ-сигналов с лучшими характеристиками фазового шума и самой большой выходной мощностью

Генератор сигналов R&S SMA100B с диапазоном частот до 20 ГГц является самым мощным генератором аналоговых сигналов на рынке. Он позволяет формировать сигналы с минимально возможным уровнем фазового шума и максимальной выходной мощностью при чрезвычайно низком уровне гармоник. Инженерам теперь не придётся искать компромисс между выходной мощностью и свободным от помех динамическим диапазоном. Генератор сигналов R&S SMA100B разработан для использования в радиоэлектронной промышленности, системах беспроводной связи, а также в аэрокосмической и оборонной отраслях.

Генератор сигналов R&S SMA100B позволяет формировать чистейшие сигналы с минимальным уровнем фазовых шумов для любых отстроек частоты (1 ГГц, –152 дБн/Гц, отстройка 20 кГц). Прибор с диапазоном частот до 6 ГГц генерирует выходной ВЧ-сигнал мощностью до 38 дБмВт, а прибор с диапазоном частот до 20 ГГц генерирует сигнал мощностью до 32 дБмВт в диапазоне СВЧ. Во всём диапазоне частот уровень гармоник остаётся чрезвычайно низким; на частотах свыше 6 ГГц они значительно ниже 70 дБн при выходной мощности 18 дБмВт. Уровень негармонических составляющих находится ниже 110 дБн для выходного сигнала с частотой 1 ГГц.

«Генератор сигналов R&S SMA100B позволяет нашим клиентам оценить истинные характеристики своих испытуемых устройств без влияния источника сигнала на результаты измерений, – говорит Андреас Паули (Andreas Pauly), вице-президент по направлениям «Генераторы сигналов», «Аудиоанализаторы» и «Измерители мощности» компании Rohde & Schwarz. – Генератор R&S SMA100B обладает беспрецедентными характеристиками, обеспечивая нашим клиентам технологическое преимущество при выводе своих товаров на рынок».

Современным АЦП и ЦАП необходимы абсолютно чистые сигналы с наименьшими возможными уровнями фазовых и широкополосных шумов. Помимо формирования чрезвычайно чистых аналоговых ВЧ-сигналов, генератор R&S SMA100B является единственным в мире генератором сигналов, который также может одновременно формировать второй, независимо конфигурируемый, чрезвычайно чистый тактовый синхронизирующий сигнал с частотой до 6 ГГц. В итоге пользователи могут определить параметры АЦП, используя только один генератор аналоговых сигналов. Чрезвычайно низкий уровень широкополосного фазового шума выходного сигнала синтезатора тактовых частот (100 МГц, –175 дБн/Гц, отстройка 30 МГц) позволяет измерить истинное отношение сигнал/шум современных АЦП. В сочетании с превосходными характеристиками широкополосного шума ВЧ-сигналов всё это делает новый генератор сигналов R&S SMA100B отличным источником опорного сигнала для измерения параметров высококлассных АЦП.

«Разработка компанией Rohde & Schwarz генератора сигналов с низким фазовым шумом R&S SMA100A – предшественника генератора R&S SMA100B – почти 10 лет назад помогла нам оценить, испытать и точно определить предельные характеристики наших АЦП, – сказал Рон Гога (Ron Goga), директор по испытаниям высокоскоростных АЦП компании Analog Devices. – Тесное сотрудничество между нашими компаниями и своевременный выпуск генератора R&S SMA100B с чрезвычайно чистыми аналоговыми ВЧ-сигналами с частотой до 20 ГГц совпало с выпуском компанией Analog Devices новой серии ВЧ-преобразователей, в которую входят новый 14-разрядный АЦП AD9208 dual 3GSPS и 16-разрядный ЦАП AD9172 dual 12GSPS. Самые современные характеристики генератора R&S SMA100B позволяют нам и дальше представлять наши ВЧ-преобразователи в наилучшем свете».

Генератор сигналов R&S SMA100B также является идеальным источником тактового сигнала при оценке параметров ЦАП. Чрезвычайно низкий уровень фазового шума генератора обеспечивает минимальный джиттер сигнала, который не оказывает влияния на результаты измерения параметров ЦАП.
Генератор сигналов R&S SMA100B обладает мощным импульсным модулятором, который позволяет формировать импульсы с чрезвычайно короткими временами нарастания и спада и отношением низкого и высокого уровней ниже 90 дБ. Современная цифровая автоматическая система регулировки уровня (АРУ) обеспечивает высокоточную и воспроизводимую выдачу коротких импульсов максимальной мощности. Автоматическая регулировка уровня доступна для длительности импульсов от 100 нс. Такие характеристики позволяют с непревзойдённой точностью проводить испытания современных радиолокационных приёмников в условиях сложных импульсных сценариев.
 
Чрезвычайно чистые сигналы гетеродина часто необходимы для оценки характеристик системы до её монтажа в радиолокационную систему. Генератор R&S SMA100B идеально подходит для этих целей, т.к. он позволяет формировать высокоуровневые сигналы с чрезвычайно низким фазовым шумом на ближних отстройках (10 ГГц, –83 дБн/Гц, отстройка 10 Гц).

Избирательность приёмника базовой станции оценивается по нескольким критериям, включая то, насколько хорошо она подавляет сильные помеховые сигналы. При имитации внутриполосных и внеполосных помеховых сигналов с помощью генератора R&S SMA100B, опция сверхнизкого фазового шума прибора гарантирует, что фазовый и широкополосный шум имитируемой помехи окажет минимальное влияние на полезный сигнал. Благодаря превосходному качеству сигнала генератора R&S SMA100B теперь можно продемонстрировать истинные возможности по подавлению помех базовой станцией (например, широкополосный шум на 10 ГГц не превышает –160 дБн/Гц при отстройке 30 МГц).

Опция сверхвысокой выходной мощности позволяет генератору R&S SMA100B обеспечивать выходную мощность до 38 дБмВт, что устраняет потребность в использовании внешних усилителей в автоматизированном испытательном оборудовании. Благодаря встроенным неизнашиваемым электронным ступенчатым аттенюаторам, которые теперь являются стандартом и для приборов с частотой до 20 ГГц, компания Rohde & Schwarz максимально увеличивает срок службы своих тестовых систем даже при осуществлении нескольких миллионов циклов переключения уровня, обеспечивая при этом нулевой износ оборудования. Такое решение – впервые для генераторов сигналов СВЧ – также обеспечивает чрезвычайно короткое время установки уровня.

Генератор сигналов R&S SMA100B включён в программу R&S Legacy Pro и может легко заменить устаревший генератор сигналов компании Rohde & Schwarz и других производителей в автоматизированной тестовой системе без необходимости переписывать программное обеспечение для проведения испытаний.

Генератор ВЧ-и СВЧ-сигналов R&S SMA100B уже доступен для заказа в компании Rohde & Schwarz.
Более подробную информацию можно найти на сайте.

1.13.3. Генератор акустического «белого» шума

1.13.3. Генератор акустического «белого» шума

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

Устройство акустического шума для защиты переговоров от прослушивания в замкнутых пространствах (тамбур, салон автомобиля, небольшие кабинеты) представляет собой генератор «белого» шума в акустическом диапазоне частот и обеспечивает снижение разборчивости после записи или передачи по каналу связи. Самым простым методом получения «белого» шума является использование шумящих электронных элементов (транзисторов, различных диодов, а ранее и электронных ламп) с усилением напряжения шума.

Принцип работы устройства следующий: излучения гармонических ультразвуковых колебаний не прослушиваются человеческим ухом (тренированная собака их может уловить). Человеческое ухо линейно в амплитудном отношении, а микрофон диктофона – нелинейный элемент, и поэтому на входе диктофона возникнет интерференционный процесс, который приведет к подавлению записи речи сигналом разностной частоты.

Уровень ультразвуковых колебаний используется в пределах 80100 дБ. Этот метод может безопасно использоваться как в домах, так и в автомобилях.

Электрическая схема несложного генератора шума приведена на рис. 1.26.

Источником шума является полупроводниковый стабилитрон VD1 типа КС168А, работающий в режиме лавинного пробоя при очень малом токе. Сила тока через стабилитрон VD1 составляет менее 100 мкА.

Шум как полезный сигнал снимается с катода стабилитрона VD1 и через конденсатор С1 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя DA1 типа КР140УД1208. На неинвертирующий вход этого усилителя поступает напряжение смещения, равное половине напряжения питания с делителя напряжения, выполненного на резисторах R2 и R3.

Режим работы микросхемы определяется резистором R4, а коэффициент усиления регулируют резистором R5.

С нагрузки усилителя – переменного резистора R6 – усиленное напряжение шума поступает на усилитель мощности (на схеме не показан). Усилитель мощности в данном случае может быть любым с выходной мощностью 1-10 Вт. С выхода усилителя шумовой сигнал поступает на широкополосный громкоговоритель.

Рис. 1.26. Электрическая схема генератора «белого» шума

Уровень громкости шума регулируется резистором R6.

Стабилитрон VD1 генерирует шум в широком диапазоне частот от единиц Гц до десятков МГц. Однако на практике он ограничен АЧХ усилителя и громкоговорителя.

Стабилитрон VD1 на практике подбирается (из множества аналогичных) по максимальному уровню шума, так как стабилитроны представляют собой некалиброванный источник шума; он может быть любым с напряжением стабилизации менее напряжения питания.

Для получения калиброванного по уровню шума генератора используют специальные шумящие вакуумные диоды.

На рис. 1.27 представлена альтернативная схема генератора шума, с выводом на динамическую головку.

Спектральная плотность мощности генерируемого шума пропорциональна анодному току диода. Широкое распространение получили шумовые диоды двух типов – 2ДЗБ и 2Д2С. Первый генерирует шум в полосе до 30 МГц, а второй – до 600 МГц.

Рис. 1.27. Альтернативная схема генератора шума, разработанная против записи информации на диктофон

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Скалярных измерений с широкополосным генератором шума |

Х. Марк Бауэрс

В предыдущей статье, состоящей из двух частей (столбцы «Текущее тестирование летом и осенью 2017 года», www.broadbandlibrary.com), я продемонстрировал, как проводить точные «скалярные» измерения с помощью анализатора спектра со встроенным отслеживающим генератором. Следящие генераторы, особенно встроенные в более новые анализаторы спектра, обеспечивают очень точные методы (обычно ± 1/10-й дБ), с помощью которых можно измерить частотную характеристику и развязку. А с добавлением моста обратных ВЧ-потерь измерения обратных потерь могут быть выполнены с такой же точностью. Пожалуйста, просмотрите мои предыдущие статьи о Broadband Library на https://tinyurl.com/ychaeacm для получения подробной информации.

Но что, если в вашем нынешнем анализаторе спектра нет следящего генератора, вы не можете позволить себе его купить, а точность измерения около ± 1 дБ является приемлемой? Генераторы широкополосного шума предлагают жизнеспособную альтернативу подходу следящих генераторов.Генератор шума с плоским выходным ВЧ-выходом или можно купить за несколько сотен долларов и подключить к большинству анализаторов спектра. Ваш анализатор должен иметь хорошую процедуру усреднения трассы и, если возможно, режим детектора РЧ-сигнала. В режиме детектора выборки для каждой точки трассировки отображается переходный уровень, соответствующий центральной временной точке соответствующего временного интервала. Если в вашем анализаторе нет этого режима радиочастотного детектора, вы можете вместо него использовать режим пикового детектора.

Перед покупкой необходимо рассмотреть следующие особенности генератора шума: выходная мощность ВЧ-шума , неравномерность , средняя выходная мощность ВЧ и общий частотный диапазон . Также следует учитывать портативность и физический размер. Устройство, используемое для этих измерений, размером примерно с пачку сигарет, работает от батареи 9 В, имеет среднюю выходную мощность RF , равную 0,5 дБмВ (измерено при разрешающей способности полосы пропускания 1 МГц [RBW]), (гауссовский) шум. диапазон частот от 5 МГц до 2150 МГц и является плоским с точностью до ± 1 дБ во всем этом диапазоне частот.Равномерность улучшается по мере измерения меньших участков спектра: например, от 164 МГц до 216 МГц, составляет ± 0,4 дБ. Хотя метод измерения шума не так точен, как генератор слежения, и в нем отсутствуют автоматизированные процедуры «нормализации» для учета отклика кабеля и разъема, тем не менее, как вы вскоре обнаружите, он предлагает достаточно точные измерения. Теперь давайте рассмотрим некоторые типичные измерения, которые можно выполнить.

На рисунке 1 показан общий отклик моего генератора шума на выходе от 10 МГц до 1.5 ГГц при использовании прямого адаптера (F-71). Как уже упоминалось, диапазон этого генератора простирается до 2,15 ГГц, однако я выбрал анализатор спектра, который измеряет только частоту 1,5 ГГц из-за его универсальной системы вертикальных и горизонтальных маркеров. На рисунке 1 показано, что выходной ВЧ шум для этой спектральной части соответствует тем же характеристикам, что и в предыдущем абзаце. Для тестирования компонентов я использую две перемычки RG-59 серии 6 футов, которые могут вносить некоторый наклон в зависимости от диапазона измерения частоты.При использовании генератора шума нам придется довольствоваться общей точностью измерения в лучшем случае ± 1 дБ, поэтому я проигнорирую любой введенный наклон и предполагаю, что выходной сигнал плоский RF со средним уровнем мощности 0 дБмВ для наших измерений, если только иначе отмечено. Также обратите внимание, что синяя кривая представляет собой среднее значение из 50 кривых с использованием детектора выборки. Это помогает сгладить наш след для получения оптимальной точности с помощью этого метода.

Рисунок 1. Отклик выходного сигнала генератора шума – 10 МГц на 1.5 ГГц

На рисунке 2 я подаю выходной сигнал генератора шума на одну из двух выходных ветвей стандартной домашней установки на 2-полосный разветвитель на 1 ГГц. Входной порт терминирован, а другой выходной порт подключен к входу анализатора спектра. Это обеспечивает достаточно точное измерение изоляции между выходными портами на любой частоте. Я поместил горизонтальный маркер на 0 дБмВ (средняя мощность генератора РЧ-шума), а вертикальные маркеры на 50 МГц и 1 ГГц – спектральный диапазон нисходящего потока, который я хочу измерить.С помощью этого снимка экрана можно сделать несколько наблюдений.

  • Изоляция намного лучше на низких частотах, чем в верхнем спектре, с изоляцией на 50 МГц примерно 35 дБ, тогда как она упала до 22 дБ на 1 ГГц.
  • По мере увеличения частоты выше 1 ГГц (верхнего проектного предела частоты этого разветвителя) изоляция продолжает ухудшаться. По 1,5 ГГц изоляция оценивается в 15 дБ.

Рисунок 2. Изоляция между выходными портами разветвителя 1 ГГц – входной порт терминирован

На рис. 3 показано, как сильно снижается изоляция выходного порта, когда вход разветвителя плохо терминирован.Почти вся изоляция исчезла, и след приобрел волнистый вид в присутствии стоячих волн (отраженная мощность). В лучшем случае изоляция составляет 9 дБ, но это только в определенных нижних точках каждой стоячей волны. Средняя изоляция составляет около 7,5 дБ.

Рисунок 3. Изоляция между выходными портами разветвителя 1 ГГц – входной порт плохо терминирован

На рис. 4 показан отклик фильтра, пропускающего Ch.С 7 по гл. 13 частот. Вертикальный маркер более низкой частоты центрируется в середине полосы пропускания. Подавление соседних частот, близких к полосовой характеристике фильтра, составляет почти 50 дБ; однако обратите внимание, что в диапазоне от 750 до 900 МГц изоляция снижается до уровня ниже 30 дБ на определенных частотах. Также обратите внимание, что вносимые потери в желаемой области (от 174 МГц до 216 МГц) увеличиваются с увеличением частоты. В то время как вносимые потери на гл. 7 близка к 0 дБ, на гл. 13 это примерно 4 дБ.

Рисунок 4. Ответ гл. С 7 по гл. 13 полосовой фильтр

На рисунке 5 показана полоса пропускания диплексного фильтра головной станции с шумом, подаваемым на общий порт, и входом анализатора спектра, подключенным к порту нижних частот (от 5 МГц до 42 МГц). Порт верхних частот (от 48 до 1000 МГц) отключен. Также обратите внимание, что я увеличил масштаб, чтобы показать отклик только с 5 МГц до 205 МГц, и уменьшил полосу пропускания с 1 МГц (используется в других моих измерениях) до 300 кГц.Средняя мощность выходного ВЧ-шума генератора теперь составляет -4 дБмВ. Помните, что средний уровень мощности РЧ-шума зависит от полосы пропускания , на которой он измеряется. Например, если полоса разрешения на моем анализаторе увеличена до 6 МГц, средний уровень выходной мощности ВЧ генератора шума будет близок к +10 дБмВ!

Рис. 5. Диапазон частот от 5 до 42 МГц стандартного диплексного фильтра головной станции с оконечной нагрузкой на верхней стороне

Ответ на рис. 5 показывает вносимые потери, равные 1.5 дБ на 10 МГц, в то время как на 50 МГц (далеко за пределами точки кроссовера от низкого к высокому уровню диплексного фильтра) подавление (изоляция) области высоких частот составляет примерно 43 дБ и выше этого значения. На 65 МГц изоляция верхней стороны превышает 50 дБ!

На Рисунке 6, нашей окончательной форме сигнала, мы измеряем «сквозную» характеристику 4-полосного делителя L-диапазона с оптимизированной частотной характеристикой от 950 МГц до 1450 МГц. Вносимые потери на частоте 950 МГц составляют 7,4 дБ и 8,3 дБ на частоте 1450 МГц. Обратите внимание, что отклик ниже примерно 750 МГц плохой, со стоячими волнами , даже если все неиспользуемые порты терминированы .Это иллюстрирует, почему вы никогда не должны использовать разветвитель L-диапазона где-либо еще на вашем предприятии или в объединяющей сети головной станции; Отклик разветвителя L-диапазона оптимизирован только для частотного диапазона L-диапазона.

Рисунок 6. Сквозной ответ 4-полосного разветвителя L-диапазона с завершенными неиспользуемыми ветвями

Заключение

Я надеюсь, что эта статья пробудила у вас интерес к скалярным измерениям, связанным с кабельным телевидением, которые могут быть выполнены с помощью портативного широкополосного источника шума.На самом деле, помимо изоляции и частотной характеристики, можно выполнить больше измерений. Генераторы шума можно использовать в качестве эталонного источника для измерения коэффициента шума на уровне системы, моделирования сигналов, в качестве источника {шума} для тестирования коэффициента ошибок по битам (BER), а также для оценки динамического диапазона аналоговой системы и системы DOCSIS HFC.

Если вам нужна дополнительная информация о генераторе шума, используемом для выполнения этих измерений, свяжитесь со мной по указанному ниже адресу электронной почты.


H.Марк Бауэрс,
Cablesoft Engineering, Inc.

[email protected]

Марк – вице-президент по инженерным вопросам в Cablesoft Engineering, Inc. Он занимается телефонией с 1968 года и кабельной промышленностью с 1973 года. Его последняя должность в отрасли была вице-президентом по корпоративному проектированию в Warner Cable Communications в Дублине, штат Огайо. Образование Марка включает в себя Школу ядерной инженерии ВМС США и степени бакалавра и магистра в области управления технологиями. Марк является членом SCTE, IEEE, а также старшим членом и лицензированным главным инженером по телекоммуникациям в iNARTE.


Кредит: Диаграммы предоставлены автором

Генераторы шума – Все производители – eTesters.com

Отображение недавних результатов 1 – 15 из 35 найденных продуктов.

  • Генераторы шума

    АтланТекРФ

    Генераторы широкополосного шума

    с ручным управлением обеспечивают выходной сигнал белого гауссова шума мощностью до 1 Вт в некоторых моделях в диапазоне частот от 10 Гц до 18 ГГц и предназначены для использования либо в качестве лабораторных приборов, либо в качестве встроенных средств тестирования системы.Шум, который генерируется диодом, усиливается, и уровень может изменяться с шагом 1 дБ от 0 до 10 дБ или, необязательно, с шагом 0,1 дБ от 0 до 101 дБ.

  • Генераторы шума

    Pasternack Enterprises, Inc.

    Наш источник ВЧ-шума BNC PE8500 имеет напряжение смещения 28 В и часть компонентов более 40 000 ВЧ, микроволновых и миллиметровых волн от поставщика Pasternack. Этот источник шума для радиочастотного излучения имеется в наличии на нашем предприятии по стандарту ISO 9001: 2008 в Ирвине, Калифорния.Pasternack – это место, где можно купить компонент RF-генератора с доставкой в ​​тот же день по США и за границу, как и все другие RF-компоненты Pasternack.

  • Несущая к генераторам шума

    CNG серии – дБм

    CNG-70/140 – это полностью автоматизированный испытательный прибор, который устанавливает и поддерживает высокоточное соотношение между несущей, предоставляемой пользователем, и внутренне генерируемым белым гуасовым шумом.Инструмент работает в широком диапазоне уровней мощности. Модульная конструкция обеспечивает один или два полностью независимых канала в диапазоне от 50 до 180 МГц. В приборе используется собственный аттенюатор, управляемый микропроцессором, с разрешением 0,015 дБ, поэтому погрешность разрешения составляет менее 0,008 дБ. Типичная погрешность аттенюатора составляет менее 0,02 дБ во всем частотном диапазоне и диапазоне затухания.

  • Генераторы шума и тесты NPR

    TesCom США

    Генераторы шума

    Applied Instruments и тесты NPRT (Noise Power Ratio Test Set) просты в использовании и предлагают высококачественный дизайн по отличной цене.Они используются для тестирования сигналов для измерения коэффициента шума, частотной характеристики, интермодуляционных искажений (IMD) и других параметров. Тест ищет и измеряет бесшумность неиспользуемого канала в многоканальной системе. Похоже на то, что вы ищете? Приходите по магазинам с нами сегодня! Щелкните названия продуктов, выделенные жирным шрифтом, чтобы узнать о каждом из них подробнее.

  • Генераторы белого гауссовского шума

    WGN серии – дБм

    WGN выдает очень точный высококачественный белый гауссовский шум.Выходной уровень может быть установлен как плотность шума или мощность шума в выбираемой полосе пропускания. Заводская калибровка во всем диапазоне частот дает абсолютную точность 0,25 дБ. Мощность шума можно изменять с разрешением 0,015 дБ в диапазоне 95 дБ. Любой пользовательский сигнал может быть введен в прибор для объединения с шумом. Доступен дополнительный аттенюатор сигнала. В приборе используется собственный аттенюатор, управляемый микропроцессором, с разрешением 0,015 дБ, обеспечивающий чрезвычайно точный выходной сигнал.

  • Генераторы розового и белого шума

    Золотая линия

    Белый шум формируется и фильтруется для создания розового шума, который является важным инструментом для проведения многих тестов звуковых систем. Розовый шум обеспечивает равную энергию на октаву, что позволяет регулировать уровни возбуждения оборудования с помощью анализаторов полосы пропускания с постоянной частотой, таких как Gold Line RTA.Спектр розового шума приближается к спектру большинства музыкальных произведений, что делает его отличным тестовым сигналом для звуковых систем. Многие люди выбирают розовый шум вместо белого, поскольку более высокий уровень белого шума может сжечь твитеры. Модель GLPN при усреднении по времени дает уровни плюс-минус 1 дБ, что делает ее отличным стандартом для “ПЛОСКОГО” отклика. Используя хороший источник розового шума, пользователь может отрегулировать точки эквалайзера, кроссовера динамиков и системы балансировки. Розовый шум также полезен для систем звуковой маскировки и для обеспечения большей конфиденциальности.Его также использовали, чтобы помочь сотрудникам избавиться от шума в ушах.

  • Генератор ВЧ шума

    Pasternack Enterprises, Inc.

    Категория генераторов ВЧ шума

    Pasternack (также называемых источниками шума) – это диодные микроволновые компоненты, которые создают белый шум для оценки производительности системы, например коэффициента шума. Генератор ВЧ-шума / источники шума Pasternack обычно используются в производственных и лабораторных испытательных средах. Наши генераторы ВЧ-шума доступны с двумя различными выходами шума, включая генераторы среднего шума и генераторы высокого шума. Компоненты генератора ВЧ-шума на 50 Ом доступны с ВЧ-выходами 1,85 мм, 2,92 мм, 3,5 мм или SMA, а также с входами смещения BNC или разъемами SMA. Наша серия генераторов радиочастотного шума имеет рабочие частоты от 1 ГГц до 18 ГГц. Эти генераторы ВЧ-шума имеют максимальный выходной шум от 15,5 дБ до 35 дБ. Коэффициент избыточного шума (ENR). Многие из наших коаксиальных источников шума соответствуют требованиям REACH или RoHS.Как и другие наши более 40 000 компонентов ВЧ, СВЧ и миллиметрового диапазона от Pasternack, эта серия генераторов ВЧ шума имеется в наличии. Мало того, что они есть на складе, но и продукты для генерации радиочастотного шума будут отправлены в тот же день, когда они будут куплены.

  • Источник РЧ шума

    Pasternack Enterprises, Inc.

    Категория источников ВЧ-шума

    Pasternack (также известных как генераторы шума) – это диодные микроволновые компоненты, которые создают белый шум для оценки производительности системы, например коэффициента шума.Источники радиочастотного шума / генераторы шума Pasternack обычно используются в производственных и лабораторных испытательных средах. Наши источники ВЧ-шума доступны с двумя различными выходами шума, включая источники среднего шума и источники высокого шума. Компоненты источника ВЧ-шума с сопротивлением 50 Ом доступны с ВЧ-выходами 1,85 мм, 2,92 мм, 3,5 мм или SMA, а также входами смещения BNC или разъемами SMA. Наша серия источников ВЧ-шума имеет рабочие частоты от 1 ГГц до 18 ГГц. Эти источники радиочастотного шума имеют максимальный выходной шум между 15.Коэффициент избыточного шума 5 дБ и 35 дБ (ENR). Многие из наших генераторов коаксиальных источников шума RF соответствуют требованиям REACH или RoHS. Как и другие наши более 40 000 компонентов ВЧ, СВЧ и миллиметрового диапазона от Pasternack, эта серия генераторов ВЧ-шума имеется в наличии. Мало того, что они есть на складе, но и продукты с источниками радиочастотного шума будут отправлены в тот же день, когда они были куплены.

  • Генератор гребней

    CG 50/500 – EMC Instruments Corporation

    Основное применение генератора кондуктивных гребенок – это быстрая проверка установок для испытаний на кондуктивные выбросы.И самое важное приложение – это измерения, проводимые с использованием ISN. источник опорного сигнала Генераторы шума Генераторы сигналов

  • Симулятор линии DSL

    LSX 2020 – Sparnex Instruments

    Производительность. Помехозащищенность. Устойчивость к перекрестным помехам и возможность удаленного питания. Моделирование линии до 3 МГц. 100% свободно конфигурируемые линии. На основе концепции активного аналога (AAC).Библиотеки внутренних линий, генераторы шума и перекрестных помех

  • CG01-Генераторы шума

    Корпорация EMC Instruments

    Основное применение Comb Generator – быстрая проверка установок для испытаний на кондуктивные выбросы. И наиболее важным приложением является устранение неисправностей на открытых испытательных площадках (OATS). OATS необходимо полностью откалибровать перед вводом в эксплуатацию. источник опорного сигнала Генераторы шума Генераторы сигналов

  • CG01 – номер

    Корпорация EMC Instruments

    Основное применение Comb Generator – быстрая проверка установок для испытаний на кондуктивные выбросы. И наиболее важным приложением является устранение неисправностей на открытых испытательных площадках (OATS). OATS необходимо полностью откалибровать перед вводом в эксплуатацию. источник опорного сигнала Генераторы шума Генераторы сигналов

  • CG01 – источник опорного сигнала

    Корпорация EMC Instruments

    Основное применение Comb Generator – быстрая проверка установок для испытаний на кондуктивные выбросы. И самое важное приложение – это устранение неполадок на открытых испытательных площадках (OATS).Перед вводом в эксплуатацию OATS необходимо полностью откалибровать. источник опорного сигнала Генераторы шума Генераторы сигналов

  • CG01- Генераторы сигналов

    Корпорация EMC Instruments

    Основное применение Comb Generator – быстрая проверка установок для испытаний на кондуктивные выбросы. И наиболее важным приложением является устранение неисправностей на открытых испытательных площадках (OATS). OATS необходимо полностью откалибровать перед вводом в эксплуатацию.источник опорного сигнала Генераторы шума Генераторы сигналов

Генераторы широкополосного шума с диапазоном частот от 10 Гц до 18 ГГц

Учет шума является ключевым фактором при проектировании систем радиосвязи всех типов, и разработчики прилагают много усилий для снижения системного шума. Тестирование радиосистем путем введения белого гауссовского шума вместе с сигналом было признанным методом тестирования на протяжении десятилетий, но на удивление мало поставщиков тестовых платформ, способных использовать эту простую методологию.Основными пользователями являются как коммерческие, так и военные, и они охватывают как наземные, так и спутниковые сети, а также радиолокационные системы.


Для выхода на этот рынок и удовлетворения различных приложений компания Atlan-TecRF разработала серию генераторов широкополосного шума ANG как в настольном, так и в стоечном исполнении, которые покрывают широкий диапазон частот и могут быть индивидуально настроены для тестирования многих типы радиосистем. Серия ANG включает блоки, которые начинаются с 10 Гц и работают на частотах до нескольких сотен кГц для тестирования схем аудио и основной полосы частот, в то время как верхний предел диапазона частот включает блоки с выходами до 18 ГГц. Рисунок 1 показывает частотную характеристику и спад для модели Atlan-TecRF ANG1613, от 10 МГц до 2,5 ГГц.

Рис. 1 Выходной шум в полном рабочем диапазоне.

В линейку также входят модели с высокой выходной мощностью, общей мощностью до +30 дБм, и все блоки доступны со встроенными регулируемыми аттенюаторами, как с ручным, так и с дистанционным управлением, которые могут быть указаны пользователем для более низких уровней инжекции. В дополнение к внутренним аттенюаторам, ключевые опции включают в себя внутренний сумматор сигналов для ввода сигнала от внешнего генератора сигналов для тестирования отношения несущей к шуму (CNR), как показано на Рис. 2 .

Рисунок 2 Выход шума с входом сумматора сигналов.

Типы выходных разъемов (SMA, тип N, BNC, TNC) можно выбрать в соответствии с пользовательским приложением, а для низкочастотных устройств (<2 ГГц) можно указать выходное сопротивление 75 Ом. Добавление аттенюаторов снижает максимальный уровень выходного шума за счет вносимых потерь выбранного модуля аттенюатора.

Типичные приложения могут быть как военными, так и коммерческими, пожалуй, наиболее известными из них являются испытания несущей / шума коммерческих радиосетей, спутниковых систем и радиолокационных систем.Эти блоки также могут использоваться для моделирования сигналов основной полосы частот систем связи для имитации имитированных моделей и тестирования джиттера. Генераторы шума также часто используются как часть системы встроенного испытательного оборудования (BITE), особенно на военной арене.

Коммерческие приложения

В течение многих лет поставщики телекоммуникационных услуг с коммерческим мультиплексированием с частотным разделением каналов (FDM) использовали коэффициент мощности шума (NPR) в качестве меры качества и искажений сигнала в своих аналоговых радиосистемах. Хотя сегодня он не используется так часто, он остается действенной методологией, для которой требуется более мощный источник шума, например, серии AtlanTecRF ANG. Для использования этого метода тестирования требуются соответствующие полосовые и заграждающие фильтры.

В современных цифровых радиосистемах и спутниковых системах используются родственные методы, наиболее распространенными из которых являются CNR по сравнению с коэффициентом битовых ошибок (BER) или EbNo по сравнению с BER, где EbNo определяется как битовая энергия, деленная на плотность мощности шума в дБм на Гц полосы пропускания.

Серия ANG включает блоки, которые покрывают диапазоны промежуточных частот (ПЧ) как цифровых радиосистем (70 и 140 МГц), так и спутниковых систем (от 950 до 2150 МГц), которые могут использоваться для измерений CNR или EbNo.Для этих измерений обычно указывается дополнительный вход сумматора сигналов. Затем реальный сигнал может быть введен в приемную систему и затем ухудшен с увеличением уровня гауссовского белого шума от генератора шума до тех пор, пока отношение сигнал / шум для измерения CNR или измерения BER не станет неприемлемым.

В полупроводниковой промышленности белый шум используется для создания схем дизеринга для аналого-цифровых преобразователей для уменьшения паразитных помех. Тестирование джиттера белого шума также используется для тестирования оптических систем.

Военное применение

На военной арене двумя наиболее известными приложениями тестирования белого шума являются бортовые системы, широкополосные генераторы помех и встроенное испытательное оборудование. Глушители белого шума состоят из источника шума, за которым следуют полосовые фильтры, от которых сигнал поступает на усилитель высокой мощности и антенну. В результате повышается уровень шума всех местных приемников.

Генераторы шума часто включаются как часть системы BITE в принимающую систему.Источник шума снова подается на усилитель и фильтр или переключаемые фильтры, а затем переключается на вход приемника при получении команды самопроверки. Это позволяет системе приемника определять свою чувствительность перед подключением к антенне.

Следящий генератор – полезный, но относительно дорогой вариант анализатора спектра для выполнения измерений скалярного анализатора цепей. В случаях, когда требуются только сетевые измерения с низким динамическим диапазоном, широкополосный источник белого шума может предоставить экономичную альтернативу.Кроме того, анализаторы микроволнового спектра редко имеют полнополосный следящий генератор, поэтому источник широкополосного шума, такой как ANG 2618, может обеспечить достаточно стабильную выходную мощность на частотах до 18 ГГц.

Добавление ВЧ-моста, который также может применяться в следящем генераторе, позволяет проводить измерения обратных потерь / КСВН в частотном диапазоне генератора шума. Одним из условий этой системы является то, что разрешающая способность анализатора спектра (RBW) должна быть относительно широкой, чтобы обеспечить достаточную мощность шума для измерения.Например, ANG 2618 имеет плотность шума –122 дБм / Гц, а с настройкой полосы разрешения 1 кГц будет обеспечивать –92 дБм отображаемой мощности. Увеличение полосы разрешения до 100 кГц обеспечит –72 дБм отображаемой мощности. На этом уровне отображаемый сигнал должен быть как минимум на 30-40 дБ выше минимального уровня шума анализатора спектра.

Заключение

Рисунок 3 Выходной шум, используемый для просмотра характеристики полосового фильтра.

Эти сверхширокополосные приборы с высокой выходной мощностью предлагают подлинную универсальность в качестве тестового и измерительного оборудования, включая некоторые очень специализированные приложения как в коммерческой, так и в военной сфере.Тем не менее, они одинаково удобны в радиочастотной лаборатории общего назначения для простых оценок и испытаний, таких как базовая частотная характеристика типа, показанного на Рисунок 3 .

AtlanTecRF, Брейнтри, Великобритания
+44 1376 550220, www.atlantecrf.com.
RS No. 301

Kickstarter для недорогого лабораторного широкополосного генератора шума

ОБНОВЛЕНИЕ: Джон хотел добавить следующее пояснение:

В статье, которую вы написали, вы предполагаете, что два генератора шума эквивалентны.Это не тот случай. Генератор шума, о котором вы говорили, генерирует «тепловой шум». Шахта издает «Шум от выстрела».

Стабилитрон в генераторе, который вы упомянули, дает нулевой шум в гигагерцовом спектре. В то время как шахта генерирует дробовой шум примерно на 20 дБ выше минимального теплового шума во всем диапазоне.

Физика и математика разные, как день и ночь.

Спасибо Джону Джексону из Jackson Research за то, что он написал и поделился своим Kickstarter о генераторе широкополосного ВЧ шума лабораторного уровня.Джон отмечает, что он открыл полупроводник, который намного дешевле дорогих лавинных диодов, используемых в других источниках шума высокого уровня. Этот полупроводник позволил ему создать источник шума, который работает от 40 МГц до 6 ГГц. Целевая выходная мощность составляет 0 дБ с неравномерностью менее 2 дБмВт по всей полосе пропускания.

Источник шума полезен для экспериментов с SDR / радио, поскольку он используется во многих приложениях, таких как скалярные анализаторы цепей, измерения отклика фильтров, настройка спутников, настройка сети сотовой связи, измерения КСВ антенны, измерения шума усилителя и в генераторах помех.Если вам интересно, у нас есть ранее опубликованное руководство по использованию RTL-SDR и источника шума для определения характеристик фильтра и измерения КСВ антенны.

Джон занимается сбором средств через Kickstarter, чтобы помочь профинансировать разработку конечного продукта. Цена в настоящее время составляет 500 долларов США. Это может показаться высоким, но Джон отмечает, что сопоставимые профессиональные источники шума начинаются с 3500 долларов США и доходят до 30 000 долларов США. Иоанн пишет:

На рынке имеется ряд генераторов ВЧ шума лабораторного класса.Все они очень дорогие и исчисляются тысячами долларов. Это недоступно для большинства людей. Напротив, в Интернете ходят несколько недорогих схем генераторов ВЧ-шума, все они основаны на стабилитронах.

Проблема с диодами Зенера – ширина полосы шума. Все схемы, которые я видел, имеют частоты среза в мегагерцовом диапазоне. Единственная шумовая схема, которую я видел в гигагерцовом диапазоне, на самом деле была шумом усилителя и имела проблемы из-за нескольких ступеней усиления.

Альтернативой стабилитронам является лавинный диод, специально разработанный как генератор ВЧ-шума. Эти устройства сложно приобрести, и они имеют очень высокую цену, которая часто превышает полную стоимость всех частей и компонентов, необходимых для создания инструмента.

Профессор Джексон из Jackson Research обнаружил полупроводник, который генерирует радиочастотный шум, как лавинный шумовой диод в диапазоне гигагерц, но по ценам на стабилитроны. У него есть необработанные лабораторные данные, и теперь ему нужно создать прибор профессионального уровня.Для достижения этой цели он запустил новую программу по сбору средств KickStarter для создания нескольких единиц.

Источник широкополосного радиочастотного шума исследовательской лаборатории Джексона

Build недорогой генератор белого шума

Аннотация: Реализована и переработана идея конструкции генератора белого шума. Два каскадных малошумящих усилителя (МШУ) усиливают шум, создаваемый обратным смещением стабилитрона, работающего в режиме пробоя перехода, создавая белый шум с полосой пропускания в несколько сотен мегагерц.Результаты тестирования показывают, что достаточно широкополосный белый шум можно создать с помощью нескольких недорогих компонентов.

Белый шум, который определяется как шум с постоянным спектром мощности, полезен для измерения и тестирования широкополосных коммуникационных цепей. Коммерчески доступные генераторы белого шума обычно очень дороги. Идея конструкции, представленная в этой статье, – недорогой метод, производящий белый шум до нескольких сотен МГц.

Этот генератор белого шума основан на лавинном шуме, создаваемом явлением пробоя стабилитрона.Он создается при работе PN-перехода в режиме обратного пробоя. Лавинный шум очень похож на дробовой шум, но намного более интенсивен и имеет плоский частотный спектр (белый). Величину шума трудно предсказать из-за его зависимости от материалов.

В основном схема состоит из 2 частей: стабилитрона и малошумящих усилителей MAX2650 (LNA). Диод имеет обратное смещение, а выходной шум снимается с анода. MAX2650 – это широкополосный малошумящий усилитель с усилением 19 дБ, работающий в диапазоне от постоянного тока до 1 ГГц.

Сводка результатов испытаний

Схема генератора белого шума реализована на 2 платах, одна для стабилитрона, другая для МШУ MAX2650. Выходная линия от анода стабилитрона до входа LNA рассчитана на 50 Ом. Выходной сигнал LNA измеряется анализатором спектра Rhode & Schwarz. Для практических целей в интересующей полосе частот желательна мощность шума -60 дБм или выше.

После нескольких экспериментов я получил следующие результаты:

  1. Выходная мощность шума в основном определяется напряжением пробоя диода.Я использовал стабилитроны с напряжением пробоя 4 В (1N749), 5,1 В (1N751), 5,6 В (1N752), 7,5 В (1N755) и до 12 В (1N759). Мощность шума, генерируемого стабилитроном на 12 В, как минимум на 15-20 дБ выше, чем мощность, создаваемая стабилитроном 5 В.
  2. Даже с стабилитроном 12 В, 20 дБ усиления от МШУ недостаточно для получения мощности шума выше -60 дБм. Нам нужно как минимум два LNA в каскаде (усиление 38 ~ 40 дБ).
  3. Выходная мощность шума практически не зависит от тока источника. С помощью потенциометра ток на диоде может изменяться от 0 мА до 100 мА.В пределах этого диапазона тока источника мощность шума изменяется довольно случайным образом в пределах ± 1 дБ. Похоже, что в явлениях пробоя стабилитрона лавинный шум преобладает над другими источниками шума, такими как дробовой шум (который пропорционален току), фликкер-шум и тепловой шум.
  4. Спектр частот / мощности выходного шума не является идеально ровным в широком диапазоне частот. Как показано в результате теста Рисунок 2 , от 1 МГц до 100 МГц мощность шума падает почти на 10 дБ. Это может быть связано с более высоким затуханием на плате для более высокочастотных компонентов.
  5. 2 МШУ использовались в каскаде для генератора белого шума, который давал усиление 38 ~ 40 дБ.
Схема показана на рисунке , рисунок 1, , а результат теста показан на рисунке 2. На рисунке 2 нижняя кривая представляет собой минимальный уровень шума прибора (измеренный, когда все выключено). Вторая кривая снизу – это шум на выходе МШУ, когда диод выключен. Две верхние кривые – это спектр выходного шума при токе диода 10 мА и 60 мА соответственно.


Рисунок 1.Схема генератора белого шума.


Рис. 2. Спектр выходного сигнала генератора белого шума.

Заключение

В этой статье реализована идея конструкции генератора белого шума. Результат теста показывает довольно широкополосный белый шум, генерируемый несколькими недорогими компонентами.

Аналогичная версия этой статьи появилась в выпуске журнала Electronica за сентябрь-октябрь 2004 г.

©, Maxim Integrated Products, Inc.
Содержимое этой веб-страницы защищено законами об авторских правах США и зарубежных стран. Для запросов на копирование этого контента свяжитесь с нами.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3469:
ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ 3469, г. AN3469, AN 3469, APP3469, Appnote3469, Appnote 3469

maxim_web: en / products / digital / clock-gen-distribution, maxim_web: en / products / analog / amps

maxim_web: en / products / digital / clock-gen-distribution, maxim_web: en / products / analog / amps

Генераторы белого шума

Генераторы белого шума


Этот удобный генератор шума производит белый шум снизу вверх. От 1 Гц до 40 кГц за счет усиления шума от двух резисторов.Используйте хорошее качество металлопленочные резисторы для стабильных результатов. В этой конструкции используется более старый LF356. Операционный усилитель JFET и многие другие подойдут. См. Расчеты шума, чтобы определить если подойдет другой ОУ. Лучшим выбором будет операционный усилитель на полевом транзисторе.

Генератор шума встроен в небольшой алюминиевый мини-бокс:


Идеи из этого проекта

  • Подойдут многие операционные усилители, особенно с входами на полевых транзисторах.

  • Устройство предназначено для управления нагрузками с достаточно высоким сопротивлением, обычно вход усилителя.


Этот генератор шума усиливает шум резистора с помощью быстрый операционный усилитель, обеспечивающий очень предсказуемый и ровный спектр шума от звука до примерно до 25 МГц. В этой более старой конструкции используется устаревший CLC425, но более новые операционные усилители. будет хорошо работать. Расчеты шума включены, чтобы экспериментатор мог выполнить расчет для новых усилителей.

Я делаю осцилляторы, поэтому у меня много банок осцилляторов, но металлический корпус подойдет. На схеме не показаны пары на 6,8 вольт. стабилитроны последовательно с моими источниками + -12 вольт, чтобы снизить напряжение до + -5 вольт для операционного усилителя.


Идеи из этого проекта

  • Многие из этих быстрых операционных усилителей имеют большой входной шумовой ток, поэтому сопротивление на входе будет довольно низким.Ты не хочешь попробуйте рассчитать, что ток шума будет конкретным значением. Даже на 780 Ом, шумовой ток генерирует значительную часть от общего.


Вот странный источник шума, который я нашел при покупке излишка. Это пропускает ток через диод 1N21 для генерации широкополосного белого шума. Уровень довольно низкий.

Он встроен в обычную алюминиевую коробку для бутонов:

Он достигает 500 МГц и становится слишком низким, чтобы измерить его с помощью моего анализатор выше 1 ГГц.


Идеи из этого проекта

  • Я не особо об этом думаю. Выглядит все больше и больше как готовый к использованию проектный бокс с BNC, потенциометром и переключателем.

Разница между белым шумом, розовым шумом и маскировкой звука

Для чего нужен белый или розовый шум?

Давайте начнем с менее захватывающих вещей, то есть для неакустика! В аудиоприложениях как белый, так и розовый шум часто используются в качестве эталонного тона для проверки частотных характеристик звуковых систем.Концепция довольно проста: белый шум воспроизводится через звуковую систему, и его вывод проверяется с помощью анализатора линейного спектра (БПФ).

Если система работает должным образом, частотная характеристика будет плоской при усреднении по времени, как и сигнал чистого белого шума, рассмотренный ранее на рисунке 1. Если вместо белого шума используется розовый шум, проверяется выходной сигнал системы. с анализатором спектра третьей октавы, и ожидается, что частотная характеристика будет плоской, как и сигнал розового шума, показанный на рисунке 4.

Как мы видели ранее, розовый шум совершенно плоский в логарифмической шкале. А поскольку человеческое ухо также является логарифмическим по своей природе, розовый шум обычно считается лучшим отражением того, как люди воспринимают звук. По этой причине розовый шум – выбор акустиков при имитации шума в реальных условиях.

Например, при проверке того, насколько хорошо стена блокирует звук, мы создадим розовый шум с одной стороны и измерим результирующий логарифмический спектр с другой стороны стены.Это стандартный метод измерения акустических характеристик зданий и звукоизоляционных свойств перегородок.

Как лучше спать ночью

Может ли белый шум и розовый шум помочь вам лучше спать? Как акустики, мы ограничимся здесь и просто ответим на это: поскольку широкополосные шумы, содержащие все частоты в диапазоне человеческого слуха, белый и розовый шум могут маскировать другие звуки, которые естественным образом возникают в вашем окружении.

Ночью такие звуки, в зависимости от того, где вы живете, будут включать некоторый уровень городской активности: гудки автомобилей, автобусов, поездов, сирены машин скорой помощи, лай собак, грохот грузовиков с пониженной передачей … Тем не менее, даже в самых тихих районах редко бывает такая вещь, как мертвая тихая ночь.Холодильник шумит, партнеры во сне могут храпеть, а смартфоны с выключенным беззвучным режимом могут выскакивать писклявые уведомления посреди ночи.

А когда вы чутко спите, капает из крана на удивление громко в 3 часа ночи…

Дело в том, что ваш слух не перестает работать, пока вы спите. Это оставляет нам огромное количество разрушительных звуков, которые могут вывести вас из сна, если не помешать вам спать достаточно глубоко, чтобы мечтать вообще.Так являются ли машины с белым и розовым шумом (или мобильные приложения) хорошо зарекомендовавшим себя решением для создания приятных для сна звуковых ландшафтов тем, кому трудно найти их ночь за ночью?

Что ученые и исследователи говорят обо всем этом?

На самом деле существует пара хорошо задокументированных исследований, подтверждающих идею о том, что добавление небольшого фонового шума, пусть белого или розового, может помочь некоторым людям избавиться от скрипов, писков и писков, нарушающих сон. В исследовании 2005 года, озаглавленном «Влияние белого шума на сон у субъектов, подвергшихся воздействию шума в отделении интенсивной терапии», исследователи обнаружили, что пациентов, которые спали с аппаратом белого шума, звуки больницы беспокоили меньше, чем тех, кто спал без него.

Опять же, исследование 2012 года, опубликованное в журнале Journal of Theoretical Biology под названием «Розовый шум: влияние на сложную синхронизацию мозговой активности и консолидацию сна», показало, что люди испытывали более стабильный и более качественный сон, когда вместо этого подвергались розовому шуму. чистая тишина . Есть еще немало исследований, которые действительно стоит прочитать. В конце концов, особенно когда речь идет о вашем здоровье и благополучии, вы всегда должны доверять науке, а не рекламной шумихе.

Может ли белый шум помочь вам лучше слышать?

Этот действительно привлек наше внимание в конце 2019 года. На фоне непрерывного белого шума слышимость чистых звуков становится не менее, а даже более точной. Правильно, под руководством профессора доктора Тани Ринальди Баркат из кафедры биомедицины Базельского университета исследовательская группа смогла продемонстрировать, что способность нашего мозга различать тонкие различия в тонах заметно улучшается, когда белый шум добавляется к фону.

Более того, их открытия в конечном итоге могут быть применены к дальнейшему развитию кохлеарных имплантатов. Это исследование, опубликованное в Cell Reports, имеет многообещающее будущее для людей, страдающих от легкой до тяжелой потери слуха, не так ли?

До этого исследования логически считалось, что дополнительный шум сделает задачу слышания еще более сложной.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.