在这篇文章中,我们讨论了如何建立一个简单的白噪声产生电路,它可以随后过滤产生粉红色噪声输出。
如果你听到白噪声或粉红噪声,你会发现它与我们在没有无线电台的调频收音机中听到的噪声,或在没有信号的情况下只显示光栅的电视机中听到的噪声完全相似。
更多关于粉红噪声的信息可以在下面的文章中研究:
https://en.wikipedia.org/wiki/Pink_noise
什么是噪音
噪音通常是不需要的因素,它会使任何测量仪器的效率变差。因此,任何用户都需要生成这样的噪声,这看起来可能很奇怪,但您可能会发现这是很正常的。
噪声发生器通常习惯于在射频放大器中引入噪声,以便用户诊断放大器的信号效率低。
噪音产生在检查声音系统时也很有用,就像在音乐输出中引入风状音效时的随机信号发生器一样。你会发现一些广泛使用的噪声发生器特性,这是“粉红噪声”和“白噪声”。
什么是白噪音
白噪声之所以叫这个名字,是因为它在所讨论的整个频率范围内的等效带宽中具有相同的噪声强度。因此,例如,白噪声源可能在100到200hz的频带内具有相等的能量,直到5000到5100hz的频带。
当白噪声经过过滤或修改后,它就被称为有色噪声,或者更准确地说,它被称为“粉色”或“灰色”噪声。
什么是粉红噪声
粉色噪声的定义通常局限于噪声特性,包括带宽变化百分比能量相同。例如,当考虑一个真正的粉色噪声时,100hz和200hz之间的能量必须与5000 Hz和10,000 Hz之间的能量相同(在每个场景中都是100%的变化)。
因此,与白噪声相比,粉红色噪声似乎拥有较高的低音频率。
在测试过程中,听到粉色噪音可能会显得更加一致和稳定。
为了将白噪声转换为粉色噪声,它需要经过一个滤波过程,随着频率的增加,它的输出电平每八度减少3 dB或每10年减少10 dB。
电路是如何工作的
参考上面的粉色噪声发生器电路,晶体管Q1可以实际看到配置像齐纳二极管。典型的基极-发射极结接线可以看到反向偏置,在大约7到8伏时进入齐纳击穿情况。
Q1齐纳噪声电流通过Q2基极,在输出端产生约150毫伏的白噪声。
这种“齐纳”配置不仅像噪声源一样工作,而且还能有效地偏置Q2, Q2噪声输出直接应用到白噪声输出。为了能够将白噪声转换为粉红色,它需要经过一个滤波过程,当频率提高时,每个八度会有3分贝的削减。
一个正常的RC网络可能不适合实现像一个单独的RC阶段,以获得每八度6分贝的切割。由于这个原因,一个独特的电阻Rs和电容Cs电路成为必要的接近预期的3db每倍频程斜率。
由于这种滤波器能够产生高水平的衰减噪声,放大器成为必要,以恢复输出水平。
由于这个确切的原因,晶体管Q3被连接成一个放大器与粉红色噪声滤波器作为反馈网络连接在集电极和基极。
这使您能够通过控制晶体管的增益与频率特性来获得必要的质量。通过这种方式,我们能够从晶体管Q3的输出得到所需的粉红色噪声,然后供应到电路的指示输出插座。
使用单晶体管
一个简单的白色和粉红色的噪声发生器可以建立在一个单晶体管和齐纳二极管的帮助下。10伏齐纳服务像噪声源,它进一步稳定晶体管的操作水平。
在指示位置放置电容C2将把输出从“白”噪声转换为“粉红色”噪声。使用指定的元器件和电源输入,输出电压白噪声等级在15V左右,输出电压粉噪声等级在14.5 V左右。晶体管可以是BC547或任何其他类似的小信号晶体管也可以工作。
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