Einfache Generatorschaltung für weißes Rauschen

Jeder einzelne Schaltungsentwickler verwendet unterschiedliche Techniken, um Geräusche aus seinem Schaltungsdesign zu entfernen. Rauschen ist eines der Hauptprobleme beim Aufbau einer Schaltung, die speziell mit Audio oder Leistungselektronik zusammenhängt. Heute werden wir jedoch eine Schaltung herstellen, die Rauschen erzeugt. Eine spezielle Art von Rauschen, das als weißes Rauschen bezeichnet wird.

Was ist weißes Rauschen?

Der Begriff Weiß stammt aus dem Weißen Licht. Ein weißes Licht ist eine Mischung aller Lichter in gleicher Dichte. So wie weißes Licht die Mischung aller Lichter ist, ist weißes Rauschen ein zufälliges Signal, das eine gleiche Dichte unterschiedlicher Frequenzen aufweist. Es gibt jedoch einen Unterschied zwischen weißem Licht und weißem Rauschen. Das vom Aussehen her weiße Licht hat keine flache spektrale Leistungsdichte, während weißes Rauschen eine konstante spektrale Leistungsdichte aufweist.

Ein einfaches Beispiel für weißes Rauschen ist, wenn das Radio keinen Radiosender erfasst, wir das weiße Rauschen hören können. In diesem Projekt werden wir eine einfache weiße Rauschgeneratorschaltung mit einem einzelnen Transistor, zwei Widerständen sowie einer Zenerdiode und einem Elektrolytkondensator bauen.

Verwendung des White Noise Generators

Weißes Rauschen hat einen breiten Anwendungsbereich.

1. Es ist weit verbreitet in der Musikproduktion.
2. Weißes Rauschen ist nützlich, um die Impulsantwort eines Stromkreises zu erhalten. Es ist Teil der Elektrotechnik.
3. Weißes Rauschen hat eine zufällige Frequenz, daher können wir aus weißem Rauschen Zufallszahlen erzeugen.
4. Es hat auch medizinische Umsetzung. Weißes Rauschen wird bei der Tinnitusbehandlung verwendet.
5. Ton- und Akustikingenieure verwenden weißes Rauschen, um den Klangausgleich in einem Konzert oder einem anderen Veranstaltungsort auszugleichen.

Erforderliche Komponenten

Um diesen Generator für weißes Rauschen herzustellen, benötigen wir die folgenden Elemente:

1. BC108 Transistor.
2. 10 V Zenerdiode (1N4740A)
3. 68k Widerstand
4. 6,8k Widerstand
5. 4,7 uF 35 V elektrolytischer Aluminiumkondensator
6. Drei Single Berg männlicher Header
7. Kleine kupferkaschierte Platte oder Veroboard
8. Lötkolben
9. Lötdraht
10. Jede Stromversorgung mit einer Ausgangsspannung zwischen 26V und 30V.

Transistor BC108

Hier ist der Haupttransistor. Zu diesem Zweck haben wir BC108 ausgewählt. Eine weitere bevorzugte Option ist 2N3643. Obwohl jeder äquivalente Transistor mit der gleichen Leistung wie erwartet einwandfrei funktioniert.

Transistoren mit TO-18-Metalldosengehäuse sind in der Elektronik im Vergleich zu typischen Kunststoffkörpern aus BC547 oder ähnlichem sehr verbreitet. BC108 ist ein planarer NPN-Silizium- Epitaxietransistor mit 25 V Kollektor-Emitter-Spannung, 30 V Kollektor-Basis-Spannung und 5 V Emitter-Basis-Spannung mit 200 mA kontinuierlichem Kollektorstrom.

Das Pinbelegungsdiagramm ist im folgenden Bild dargestellt.

Zenerdiode

Eine weitere wichtige Komponente ist die Zenerdiode, die ein wesentlicher Bestandteil der Rauschgeneratorschaltung ist. Wir müssen die Polarität der Diode überprüfen, sonst funktioniert die Schaltung nicht.

Einfaches Schema des Generators für weißen Rauschen

Die Schaltung ist einfach. Es gibt einen Ausgangspin für die Rauschausgabe und zwei Pins für die Stromversorgung, Vin und GND.

Funktionsweise des White Noise Generator Circuit

Der Transistor BC108 erhält den Vorspannungsstrom durch die 10-V-Zenerdiode, die mit der Transistorbasis in Sperrrichtung vorgespannt ist. Die 10-V-Zenerdiode fungiert als Rauschquelle. Weitere zwei Widerstände sind zur Stromregelung angeschlossen. Der 4.7uf Kondensator arbeitet als Filterkondensator. Die Schaltung benötigt eine ziemlich hohe Spannung, um Rauschen am Ausgang zu erzeugen. Wir haben 26 V als Eingangsspannung der Schaltung angegeben.

Wir haben die Strecke in einem kleinen Veroboard gemacht.

Schaltung testen

Wir haben ein Oszilloskop am Ausgang der Schaltung angeschlossen, um den Rauschausgangspegel zu sehen.

Wir können auch den Rauschausgangspegel der Schaltung in dem am Ende gegebenen Video sehen. Im Video können wir sehen, dass die Welle hochfrequente Geräusche liefert.

Wir haben die Signale auch zufällig erfasst.

In den obigen Bildern haben wir das Rauschsignal zu vier zufälligen Zeiten erfasst. Wir können sehen, dass in diesen vier Signalen unterschiedliche Frequenzwellen verfügbar sind. Wir stellen den Oszilloskop-Erfassungszeitpunkt auf 100 uS und die Teilung auf 500 mV ein. Wir setzen den Cursor auch auf 1 V pk bis pk und können sehen, dass die Spannungsgröße ziemlich stabil ist.

Wichtig

1. Machen Sie die Schaltung auf der Leiterplatte.
2. Stellen Sie sicher, dass die Länge der Spuren kurz ist.
3. Verwenden Sie ein sauberes Netzteil. Das verrauschte Netzteil kann den Ausgang beeinträchtigen.
4. Achten Sie auf die Ausrichtung der Zenerdiode.
5. Fügen Sie einen Verstärker hinzu, um das Rauschen hörbar zu machen.