Акустические генераторы белого шума это

Акустический генератор "белого шума"

Генератор акустического шума предназначен для создания помех в возможных акустических каналах утечки информации. Такими каналами утечки могут являться: стены., полы, потолки, стекло и рамы окон, трубы теплоснабжения. Генератор шума формирует «белый» шум в диапазоне звуковых частот. Передача акустических колебаний на зашумляемые элементы производится при помощи пьезоэлектрических вибраторов и акустических колонок. Прибор предназначен для работы внутри помещения при температуре 0. +55град.

Примечание: для более надежной работы прибора рекомендуется устанавливать его так,, чтобы к нему обеспечивался свободный доступ воздуха , для лучшего охлаждения

Основные технические характеристики

Диапазон частот 100 . 15 000 Гц
Мощность выходного сигнала(максимальная) 15 Вт
Питание 220 В 50 Гц
Потребляемая мощность не более 20 Вт

Принципиальная схема прибора приводится на Рис.1:

Собственно генератор шума выполнен на VT1 и использует шумы эмиттерного перехода транзистора. Вырабатываемый сигнал является аналоговым хаотическим, как по частоте, иак и по амплитуде, что позволяет утверждать о его неповторимости и соответственно невозможности «чистки». Далее сигнал усиливается каскадами на VT2 и U1. С выхода U1 возможен отвод сигнала на активные акустические системы (компьютерные колонки) для размещения из в каналах вентиляции или между оконными рамами.
С выхода U1 сигнал разделяется на 2 тракта: УНЧ и усилитель электромеханических преобразователей. U2A усилитель который поднимает уровень шумового сигнала до максимальной допустимой входной величины напряжения УНЧ на U4. Подбор этой величины осуществляется регулировкой соотношения R7/R8 по формуле приведенной в http://lavr30.narod.ru/info/OU.zip для инвертирующего операционного усилителя.

УНЧ для вибраторов выполнен по типовой схеме включения ИМС TDA2030 имеющей русский аналог К174УН19. Для его нормальной работы необходим радиатор, размеры которого зависят от получаемой с него выходной мощности.
Канал усиления акустического шума выполнен по аналогичной схеме, с той лишь разницей, что на его входе установлен повторитель U2B для уменьшения влияния входных цепей УНЧ на выход U1, а так же регулятор громкости для удобства и оперативности использования конструкции. ИМС U5 так же необходимо установить на радиатор охлаждения. В качестве акустических систем применяются самые обычные акустические системы мощностью от 10Вт. В случае параллельных включений необходимо, однако учесть, что суммарное сопротивление не должно быть меньше 3,2 Ом. То же самое относится к электромеханическим преобразователям, но об этом позже.

Принципиальная схема источника питания приводится на Рис.2:

Как видно из схемы, это классическая схема двуполярного стабилизатора, правда значительно умощненного. Это сделано для случая использования прибора в больших помещениях, когда требуется значительная мощность. ИМС стабилизаторов в охлаждении не нуждаются, а VT4 и VT3 охлаждать все же придется.

Использование прибора:

При подготовке прибора к работе необходимо :
1. Укрепить вибропреобразователи и акустические колонки в местах возможной утечки информации ( окна, пространство между потолком и фальшпотолком, и т.п.) в соответствии со следующими нормами:
— на бетонной стене один вибратор на 4 кв.м.
— на кирпичной стене один вибратор на 3 кв.м.
— на окнах один вибратор на стекло
— на трубах теплосистемы один вибратор на стояк

Примечание:
-по сливным и канализационным трубам акустическая информация не передается в связи с особенностями соединения этих труб.
— при укреплении вибропреобразователя на трубы теплосистемы необходимо преварительно обернуть места установки 1 слоем фторопластовой ленты.

Акустические колонки рекомендуется использовать в следующих случаях:
— большие размеры окон или необходимость поддержания внешнего вида интерьера, при этом колонка помещается в междуоконное пространство;
— наличие в отделке помещения следующих элементов : декоративные подвесные потолки, декоративные стены; при этом колонки помещаются между реальным и декоративным потолком или стеной.
2.Проложить соединительные провода от вибраторов и акустических колонок к месту расположения прибора. Для подключения к генератору электромеханические вибраторы и акустические колонки соединяются параллельно
3.При помощи находящихся на лицевой панели регуляторов установить необходимую громкость шума.
4.Включать прибор желательно непосредственно при ведении переговоров (для затруднения подбора методов противодействия).

Выспаться на выходных: как белый шум помогает отдыхать взрослым и мониторит качество сна детей

Рассказываем, как белый шум помогает расслабиться и кто разрабатывает решения на его основе.


Фото Daan Stevens / Unsplash

Особенности белого шума

Шум вредит здоровью человека, особенно во время сна. Звуки громкостью 40–55 дБ — это разговорная речь или тарахтение холодильника — делают сон большинства людей беспокойным. По данным Всемирной организации здравоохранения, раздражители громкостью 55 дБ повышают риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и могут привести к бессоннице.

Но есть и шум, который может оказывать положительный эффект — например, белый шум. Он представляет собой стационарный сигнал с равномерно распределенными высокими, средними и низкими частотами. Поэтому он хорошо маскирует акустические раздражители. О технологиях, использующих эту особенность для повышения качества сна, мы расскажем далее.

Для младенцев

Генераторы розового шума задействуют для расслабления и лечения звона в ушах (тиннитуса). Также ряд педиатров рекомендует включать белый шум младенцам — считается, что он помогает им быстрее заснуть. Поэтому инженеры из Вашингтонского университета представили умный динамик для этих целей — BreathJunior. Дополнительно он мониторит дыхание и движение детей во сне.

Также система выявляет аномалии при дыхании, например апноэ. Её тестировали в отделении интенсивной терапии новорождённых, и в целом врачи и эксперты отзываются о проекте хорошо. Но не обошлось без опасений за безопасность персональных данных. Резиденты Hacker News отмечают, что технология скорее всего будет работать с наиболее популярными смарт-спикерами, представленными на рынке, поэтому говорить о гарантиях защищенности данных не приходится.

И для взрослых

Взрослые тоже могут «спать как младенцы». Есть специальные приложения, которые генерируют шум. Например, MyNoise предлагает подстроить звук по собственному вкусу — как на эквалайзере. Также можно отметить сервис Weather for the Blind — его автор настроил систему, которая в режиме реального времени превращает данные о погоде (скорость ветра, температуру, осадки) в особенный шум. Засыпать под него может быть куда приятнее, чем под вой сигнализаций. Плейлисты с белым шумом можно найти и на стриминговых сервисах — например, Spotify или Deezer.


Фото Dane Deaner / Unsplash

В этой области также разрабатывают специальные акустические устройства. В прошлом году Bose анонсировали новые наушники для сна. В них не получится послушать музыку — только шум и успокаивающие треки. В памяти устройства есть десять композиций с частотой, блокирующей шум трафика за окном и храп. Аналогичное устройство представила компания Kokoon — их наушники могут генерировать не только белый, но и другие типы цветных шумов, способствующих расслаблению.

Обратная сторона медали

В медицинском сообществе можно встретить мнение, что длительное прослушивание белого шума может испортить слух. Также есть информация, что белый шум вредит работе мозга. Специалисты говорят, что мозг реагирует отрицательно, когда регулярно получает случайную информацию. Хотя другие исследования говорят, что белый шум не оказывает негативного влияния на организм и нервную систему человека, если громкость звука не превышает 50 дБ (стр.2).

Читайте также  Топ генераторов в ic2


Фото Sean Benesh / Unsplash

Если отойти от дискуссии о вреде или пользе белого шума, остается еще один факт — он подходит не всем. Кто-то просто не может спать с постоянным фоновым шипением. Одним из таких людей является писатель и колумнист The Guardian Рик Самаддер (Rhik Samadder). Он говорит, что белый шум вызывает у него чувство, словно его заперли в старом перегревающемся компьютере. Поэтому Рик предпочитает засыпать под монотонные голоса людей или музыку.

Эксперты из Национального фонда сна в США говорят, что лучше отдать предпочтение музыке — медленным композициям (60–80 BPM). Чаще всего это классика или джаз. Но в любом случае жанр каждый выбирает самостоятельно. Есть люди, которые быстро засыпают под металл или хард-рок, кому-то нравится слушать фолк — все зависит от личных предпочтений.

Что почитать в нашем «Мире Hi-Fi»:

Какие гаджеты помогут снизить окружающий шум и «поймать» концентрацию
Какой шум помогает отдыхать, а еще — предотвращает потерю слуха при серьезных ДТП
Крепче спать и лучше работать — как музыка помогает бороться с шумом

Наушники на работе: что говорят исследования
Музыка для эффективной работы: что нужно знать
Экосистема звука: что это такое и как с ней работать

Акустические генераторы белого шума это

«"ШПИОНСКИЕ ШТУЧКИ" И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ И ИНФОРМАЦИИ»

До недавнего времени область техники, которой посвящена эта книга, была под строгим государственным контролем, и информация о достижениях науки в этой области была доступна только узкому кругу специалистов

Вместе с развитием рыночных отношении и снятием "железного занавеса" возникла возможность вынесения темы "секретных" устройств и технологий на широкое обсуждение. Условия успешного развития бизнеса сегодня неразрывно связаны с использованием информационных ресурсов, поэтому и круг читателей, интересующихся этой темой, постоянно растет.

Среди книг, опубликованных на настоящий момент в России и странах Содружества, данная книга выделяется доступностью изложения материала без ущерба для его качества, широтой охвата темы, хорошим стилем изложения, достаточным количеством иллюстративного материала.

На наш взгляд, эта книга будет очень полезна прежде всего сотрудникам служб безопасности государственных и частных предприятий, уделяющих большое значение вопросу защиты коммерческой информации, а также подготовленным радиолюбителям, желающим применить свои знания в этой области.

Генеральный директор Ассоциации Защиты Информации "Конфидент"

Кузнецов П.А.

С тех мор как люди научились говорить и записывать речь, они получают и хранят, похищают и защищают информацию.

"Слово не воробей: вылетит не поймаешь", "слово серебро, а молчание золото" — эти пословицы являются первыми руководствами по сохранению информации. А первым известным промышленным шпионом можно считать Прометея, осуществившего несанкционированную другими богами передачу людям чрезвычайно ценной технологии получения и использования огня.

Правители стремились узнать как можно больше о соседних царях и царствах, банкиры и ростовщики о конкурентах и клиентах, мужья о женах, жены о мужьях, те и другие о соседях список, конечно, далеко не полный. И конечно с давних пор развивались технологии получения и защиты информации. Первые известные случаи шифровки и дешифровки сообщений относятся ко времени древних египетских царств. Значительное развитие это ремесло получило в древнем Китае. В 400 г. до н. э. Сунь Цзы писал: "То, что называют предвидением, не может быть получено ни от духов, ни от богов… ни посредством расчетов. Оно должно быть добыто от людей, знакомых с положением противника".

С появлением почты перехватывались и подменялись письма, посылались ложные сообщения. С развитием математики все большее развитие получали системы шифровки и дешифровки сообщений.

Шло время, появились первые телефон, телеграф, фотокамера, радио. Объем и ценность передаваемой информации заставили рыцарей плаща и кинжала освоить и эти области. "Кто владеет информацией, тот владеет миром" — писал Черчилль, и он был далеко не первым, кто понимал ценность информации. В отрасли, связанные с получением и защитой информации, всегда вкладывались большие деньги. В нашей стране в послеоктябрьский период была создана стройная система добывания и защиты информации. Строгая регламентация касалась всех сторон циркулирования информации — и организационных, и технических. Государственную и военную тайну охраняли десятки тысяч отлично подготовленных профессионалов, а о такой эффективности работы внешней разведки могли на Западе только мечтать. Высшее руководство разведывательными службами осуществлялось Политбюро, а годовой разведплан утверждался лично Генеральным секретарем.

В США на техническое переоснащение американской разведки до 2000 года выделено 100 миллиардов долларов. В принципе решен вопрос о передаче добываемой информации частным лицам.

Развитие рыночных сообщений, развал системы жесткого контроля за применением и производством техники контроля и защиты информации, ввоз ее по официальным и неофициальным каналам из-за границы привели в настоящее время к появлению развитого рынка услуг в этой области.

На этом рынке представлены сейчас несколько сотен типов различного рода устройств контроля и защиты информации отечественного и импортного производства. Услуги в этой области предлагают несколько десятков предприятии. Законодательство Российской Федерации по регулированию деятельности в этой области за нарушение тайны переписки, телефонных переговоров и телеграфных сообщений граждан предполагает "до шести месяцев исправительных работ или штраф до одного минимального месячного размера оплаты труда, или общественное порицание". А так как доказать факт нарушения тайны чрезвычайно трудно, то это вряд ли останавливает специалистов от промышленного шпионажа. Кроме того, следует учесть многочисленных "любителей" получения и продажи чужих секретов. Криминальные структуры имеют в своем распоряжении специальную технику и доверенных людей, на обучение которых не скупятся. Службы безопасности многих коммерческих структур успешно проводят операции по внедрению людей и техники к конкурентам. Следует признать, что успешность действий как небольших, так и огромных предприятий в области добывания и защиты информации является непременным условием их выживания. Конечно, небольшое предприятие не может позволить таких затрат, на которые идут крупные корпорации, но и секреты этих предприятий стоят не таких огромных денег. Рынок в настоящее время предлагает как самые дешевые (но это не говорит об их недостаточной эффективности), так и самые изощренные (и дорогие) системы добывания и защиты информации.

Целью данной книги является ознакомление широкого круга читателей с основными методами добывания и защиты информации, а также техническими средствами от самых простых, которые можно изготовить в любительских условиях, до самых сложных, использующих последние достижения техники и технологии.

Первые две главы данной книги посвящены средствам и методам контроля (добывания) информации, описанию технических данных конкретных образцов техники и их принципиальных схем. Третья глава посвящена описанию принципиальных схем устройств защиты информации, их характеристик. В четвертой главе, даются рекомендации по организации и техническому описанию противодействия промышленному шпионажу, рекомендации по защите компьютеров и их сетей, сделан обзор рынка технических средств и услуг в этой области.

Генеральный директор ООО "ЛОЗа"

Подкаминский Ю.А.

1. УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

1.1. Общие сведения

Читайте также  Азовская карго ремонт генераторов

Бурное развитие техники, технологии, информатики в последние десятилетия вызвало еще более бурное развитие технических устройств и систем разведки. В самом деле, слишком часто оказывалось выгоднее потратить N-ю сумму на добывание, например, существующей уже технологии, чем в несколько раз большую на создание собственной. А в политике или в военном деле выигрыш иногда оказывается просто бесценным.

В создание устройств и систем ведения разведки вкладывались и вкладываются огромные средства во всех развитых странах. Сотни фирм многих стран активно работают в этой области. Серийно производятся десятки тысяч моделей "шпионской" техники. Эта отрасль бизнеса давно и устойчиво заняла свое место в общей системе экономики Запада и имеет прочную законодательную базу.

В западной печати можно найти весьма захватывающие документы о существовании и работе международной организации промышленного шпионажа "Спейс Инкорпорейтед", а заодно и познакомиться со спектром услуг, предлагаемых этой компанией. Так, английская газета "Пипл" сообщает, что среди клиентов компании есть не только промышленники, но и организованные преступные группировки. Как и любой бизнес, когда он выгоден, торговля секретами расширяет область деятельности, находя для своего процветания выгодную почву. Так, в Израиле, по примеру США, начинают относится к ведению разведки в экономической области как к выгодному бизнесу. В качестве подтверждения можно привести факт создания бывшим пресс-секретарем израильской армии Эфраимом Лапидом специализированной фирмы "Ифат" по сбору и анализу сведений, которые могли бы заинтересовать различных заказчиков (не исключая и министерство обороны). По мнению Э. Лапида, Израиль, отличающийся большим спектром международных связей, выбором иностранной печати и удачным геополитическим положением, является "удобным" государством для организации и ведения "бизнес-разведки".

Что такое белый шум и зачем он нужен малышам

Часто у Вас случается такое: только уложили малыша спать, как во дворе залаяла собака или хлопнула дверь в коридоре? Иногда достаточно упавшей со стола с предательским звоном ложки, чтобы ребенок проснулся и заплакал. А это значит, надо снова идти укладывать, а нетронутый чай тем временем остывает на столе…

Существует довольно простой способ избежать таких ситуаций – использовать белый шум для младенца. Это не требует серьезных финансовых затрат или усилий, а в результате Вы сможете оградить кроху от резких звуков. Они не потревожат сон малыша, а тот, в свою очередь, не прервет заслуженный мамин отдых.

Для спокойного сна ребенка нужен шум

Казалось бы, парадоксальное утверждение. Но пока малыш растет в утробе матери, он окружен множеством звуков. Он слышит, как бьется мамино сердце, качая кровь по артериям и венам, как работают легкие, желудок и кишечник, слышит мамин голос. Все это звучит непрерывно, и сливается в единый, достаточно громкий и однородный шум . При этом ребенок в мамином животе чувствует себя спокойно и защищенно. Замечали за собой, когда кто-то громко говорит или плачет, мы почти автоматически говорим ему “шшшш”. Шипящий звук естественным образом воспринимается как успокаивающий .

Когда кроха появляется на свет, обстановка, в том числе и мир звуков, для него резко меняется. Это тревожит малыша, ведь он привык совсем к другому звуковому фону. Чтобы создать деткам привычные условия, придумали прибор — генератор белого шума . Белый шум для новорожденных — возможность замаскировать непривычные звуки, которые могут быть причиной плача крохи.Так называемые “машины сна” (sleep machine) можно найти в продаже.

Что такое белый шум?

Феномен был назван так по аналогии с белым цветом, который образуется при наложении друг на друга всех цветов спектра. Это звук с равномерной плотностью , который получается, когда звуковые волны звучат одновременно на всех частотах – высоких, средних и низких. При этом звуковые колебания не несут в себе никакой информации , сливаясь в монотонный шорох. Вы можете услышать такой звук, включив радио на ненастроенную волну, или в природе — поблизости от водопада.

Помимо белого, физики выделяют шумы и других цветов. Шум водопада на расстоянии, например, называется розовым . Отличие розового шума от белого в том, что у него приглушены высокие частоты . Именно их человеческий слух зачастую воспринимает как нечто раздражающее. Звук розового шума более низкий и глубокий. Если звучание белого шума Вам кажется неприятным для сна новорожденного, попробуйте использовать розовый шум.

Как выбрать генератор белого шума?

Если Вы не хотите покупать отдельный девайс, или желаете сначала протестировать воздействие белого шума, это можно сделать с помощью подручных средств.

Источником белого шума может стать включенный бытовой прибор — фен или, например, увлажнитель воздуха, пылесос. Минус таких источников шума — они не предназначены для непрерывной работы в течение нескольких часов, а также не позволяют регулировать громкость звука.

Специальные приложения , установленные на смартфон – еще один вариант источника белого шума. Причем, желательно использовать именно приложения, так как записи на YouTube могут прерываться внезапной рекламой, заканчиваться или выключаться совсем при отсутствии интернет-сигнала. К тому же, в бытовых условиях Вы вряд ли сможете определить, нужной ли частоты шум в них звучит.

Преимущество генератора перед смартфоном в том, что генератор надежнее . Он не выключится посреди ночи из-за севшего аккумулятора. С другой стороны, смартфон, поставленный на зарядку, гарантированно будет шипеть весь сон. Главное, не забыть перевести его в авиарежим, чтобы звук пришедшего в неурочное время сообщения или телефонного звонка не испугал малыша.

Среди приложений есть множество вариантов с релаксирующими звуками. Их можно слушать и расслабляться во время бодрствования. Звуки природы — дождя, волн, горящего костра и квакающих лягушек, хоть и приятны для слуха, но не являются белым шумом . Для сна рекомендуется классический ровный шум без звуковых колебаний . Мои фавориты среди приложений — Bed Time Sleep, Sleep Fan, Cant Sleep, SleepFan. Они доступны в AppStore и GooglePlay. Родители хвалят еще Noisli. Белый шум в нем представлен в трех вариантах, которые находятся в конце списка.

Отдельно стоит упомянуть о мягких игрушках , в которых встроен генератор белого шума. Однако, я не вижу в них функционального смысла. Белый шум для детей хорош тогда, когда он непрерывен на протяжении всего сна. Дело в том, что ребенок просыпается между циклами сна, которые длятся по 40-60 минут. Чтобы снова погрузится в сон, ему нужны те же самые условия, какие были при укладывании. И если к этому времени уже нет никаких звуков, значит, условия засыпания изменились, и уснуть снова будет сложнее.

Работающий белый шум для малыша выполнит роль дополнительной ассоциации, подсказав ему, что можно еще поспать. Игрушки не генерируют звук постоянно. Звук то включается, то выключается. Еще один минус — батарейки придется часто менять. К тому же, игрушка наверняка будет привлекать внимание малыша , возможно, он захочет взять ее в свою постель. А как мы помним, в кроватках детей до года для целей безопасности во время сна не должно быть никаких посторонних предметов .

Не вреден ли белый шум для сна ребенка?

Известно, что даже во сне наш мозг не прекращает анализировать окружающую обстановку (свет, звуки, температуру воздуха, положение тела и т.д.) Если мозгу во время сна приходится быть начеку (а вдруг саблезубый тигр явится?), сон получается поверхностным. Монотонное ровное шипение генератора создает своеобразную «завесу» от звуков извне, и при этом не вынуждает человека фокусироваться на нем. Мозг спящего перестает получать информацию от органов слуха и легче погружается в фазу глубокого сна . Чем больше его доля, тем более восстанавливающим и качественным получается сон. В этом заключается польза белого шума.

Читайте также  Бензиновый генератор huter dy6000l

Ученые из Университета Торонто решили выяснить, может ли генератор белого шума, выставленный на максимальную громкость, ухудшить слух. Они использовали 14 разных генераторов популярных в США и Канаде моделей, и измерили громкость звука каждого на расстоянии 30, 100 и 200 сантиметров. 13 из 14 приборов воспроизводили звук не более 50 децибелов на расстоянии 2 метров. Для сравнения, громкость голоса человека при обычном разговоре 60-65 дБ, звонок телефона – 80 дБ, автомобильный гудок — 100 дБ. Допустимый уровень шума в жилых помещениях днем не превышает 40 дБ, а ночью — 30.

Это исследование призвано обратить внимание производителей на регулировку громкости звука, а также напомнить родителям, что нельзя пытаться заглушить белым шумом плач ребенка.

Вывод: при правильном использовании генератора слух не ухудшается.

Как специалист по сну, я не рекомендую выставлять на генераторе максимальную громкость. Рекомендуемое расстояние между спящим и источником шума – не менее 2 метров. Это нужно для того, чтобы звук был рассеянным. Ошибочно помещать прибор около уха или на расстоянии вытянутой руки. Располагать источник следует с той стороны, откуда вероятнее всего может донестись резкий звук.

Источник белого шума со спектральной плотностью, равномерной в диапазоне 1 Гц … 100 кГц

Вебинар «Новинки и решения Traco для промышленных и отраслевых приложений» (28.10.2021)

Белый шум бывает очень полезен при тестировании многих типов электронных схем. В сочетании с БПФ-анализатором источник шума с плоским спектром позволяет быстро получить амплитудно-частотную характеристику устройства. Если шум имеет плоский спектр и известный уровень, несложно определить коэффициент усиления схемы, что можно сделать даже визуально. Этот давно известный метод практически использовался уже, по крайней мере, в 1978 году в низкочастотном анализаторе спектра HP3582A [1].

«Современным» способы генерации белого шума основаны на применении цифровых сдвиговых регистров с обратной связью, реализованных на схемах с программируемой логикой. А некоторые авторы для генерации белого гауссовского шума даже использовали массивы работающих параллельных микроконтроллеров.

Ниже описано чисто аналоговое решение, основанное на легкодоступных дешевых компонентах, которые, при желании быстро собрать прототип на макетной плате, даже можно приобрести в корпусах со штыревыми выводами.

Общеизвестно, что хорошим источником широкополосного шума является стабилитрон. Поэтому главной задачей становятся поиски стабилитрона, характеристика которого была бы плоской в пределах интересующего вас диапазона. В широкополосном (5 МГц) генераторе шума, построенном в свое время Джимом Вильямсом (Jim Williams), использовался стабилитрон с напряжением стабилизации 6.8 В. Распространены, также, и источники шума на обратносмещенном переходе база-эмиттер NPN транзистора.

Целью разработки было создание достаточно мощного источника шума для Фурье-анализа, имеющего плоскую характеристику в полосе частот от 1 Гц до 100 кГц. Стабилитрон 6.8 В, и в самом деле, генерировал интенсивный шум, однако я обнаружил в нем большую составляющую 1/f в области нижних частот, и, кроме того, его спектральную характеристику сложно было назвать плоской. Поэтому в своей конструкции в качестве источника шума я использовал проверенный временем 12-вольтовый стабилитрон. Мои исследования показали, что эти диоды имеют мощный и равномерный спектр шума и хорошо работают при сильно разряженных батареях 9 В, которые были использованы в схеме [2].

Собственный шум выбранного стабилитрона при питании его напряжением 18 В через резистор 1 МОм составляет примерно 20 мВ с.к.з. Пиковое значение примерно в пять раз больше и находится в пределах 100 мВ.

Чтобы не беспокоиться об ошибке смещения по постоянному напряжению, я выбрал почтенный сдвоенный операционный усилитель LF412 на полевых транзисторах, с помощью которого дважды усилил шум диода на 10.

Получившаяся схема изображена на Рисунке 1. На стабилитрон через резистор 1 МОм подано обратное напряжение 18 В от двух включенных последовательно батарей 9 В. Микросхема LF412 питается напряжением ±9 В, средняя точка которого взята от точки соединения батарей. Небольшой входной ток и малое напряжение смещения позволяют обойтись без выходных развязывающих конденсаторов, поскольку постоянная составляющая напряжения на выходах отличается от уровня «земли» на единицы милливольт. Хотя LF412 не является малошумящим усилителем, его шумы все же существенно ниже шумов стабилитрона, и здесь можгут не учитываться.

Рисунок 1. Выходное напряжение этого низкочастотного генератора шума равно 1 или 10 В пик-пик в диапазоне частот от 1 Гц до 100 кГц.

Шум стабилитрона последовательно усиливается с помощью U1A и U1B до пиковых уровней примерно 1 В и 10 В. Если этого слишком много для тестируемой схемы, с помощью резисторов R8 и R9 выходные напряжения можно поделить до любого необходимого значения.

На Рисунке 2 показана результирующая шумовая характеристика схемы, плоская, как можно видеть, в полосе частот от 1 Гц до 100 кГц. Небольшой спад частотной характеристики на выходе х100 в районе 100 кГц составляет менее 0.5 дБ, и при необходимости может быть скомпенсирован соответствующей частотно-зависимой коррекцией усиления U1B. Однако для многих целей это будет совершенно излишним. Для сравнения на Рисунке 2 показана шумовая характеристика линейного стабилизатора LM317, включенного с конденсаторами минимально возможной емкости. Это иллюстрирует многочисленные утверждения, что «LM317 – очень шумный регулятор». Несложно заметить, что до стабилитрона 12 В ему очень далеко.

Рисунок 2. Спектральная плотность мощности в диапазоне частот от 1 Гц до 100 кГц практически постоянна. Для сравнения показана шумовая характеристика стабилизатора LM317, считающегося очень сильно шумящим прибором.

Благодаря использованию стабильных маломощных усилителей на полевых транзисторах и керамических конденсаторов в цепях развязки, компонента шума 1/f, индуцируемая температурными градиентами от блуждающих воздушных потоков, сведена к минимуму. Тем не менее, конструкцию следует заключить в какой-то корпус и держать ее подальше от циркулирующих потоков воздуха.

Схема потребляет всего 4 мА и надежно работает даже с разряженными до 7 В батареями. Такая глубина разряда при указанном токе позволяет утверждать, что устройство проработает на простых щелочных батареях более 100 часов. По мере разряда батарей шум схемы изменяется примерно на 15%. Если это нежелательно, можно, усложнив цепь питания стабилитрона, сделать ее менее зависящей от внешних факторов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: