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1Hz~100kHz范围内滑润的白噪声源

白噪声对测试多种不同类型的电路来说大有裨益。当结合FFT分析仪使用时,平滑的噪声源有助于快速、简便地生成电路增益布局图。如果某电路中的噪声为平滑噪声且噪声量已知,则其输出电路的增益就很容易确定,甚至可

白噪声对测验多种不同类型的电路来说大有裨益。当结合FFT分析仪运用时,滑润的噪声源有助于快速、简洁地生成电路增益布局图。假如某电路中的噪声为滑润噪声且噪声量已知,则其输出电路的增益就很简单确认,乃至能够目测出来。这种办法早在1978年就现已被用于HP3582A低频频谱分析仪(参考文献1)。

一个能够生成白噪声的“现代化”方法便是运用CPLD或FPGA中的数字移位/反应寄存器设备。有些人乃至还发明出了一种用于生成高斯白噪声的平行摆放微控制器


下面的完成方法均为模仿,如需求,带有通孔的某些部件也能够运用,使原型的设备更简单些。


众所周知,齐纳二极管是一个很好的宽带噪声源。如平常相同,其窍门在于找到一个在所需频率规模内比较滑润的二极管。Jim Williams在其5MHz宽带噪声发生器中运用了一个6.8V的一般齐纳二极管。经过反向偏置NPN晶体管的基极-发射极结点并将其用作噪声二极管也较常见。本规划实例旨在生成1Hz~100kHz频率规模内比较滑润的很多噪声,以进行FFT测验。


运用6.8V的齐纳二极管确实会发生宽带噪声,但在低频率中存在很多的1/f噪声且不滑润,无法传至DC。因此在此规划中,运用了牢靠的12V齐纳二极管作为噪声源,这些二极管在频率规模内比较滑润,可发生很多的固有噪声,且在9V电池的放电寿数下运作杰出(参考文献2)。


当所运用的二极管偏置至18V时,它会经过1MΩ电阻发生约20mVRMS的固有噪声。这一缩放是偶尔的,因为峰峰值约为该值的5倍—100mV。


为了对DC偏移差错进行不断检测,运用旧式的LF412双路JFET输入运算扩大器来扩大两个x10过程中的二极管噪声。


图1给出了所树立的电路。齐纳二极管的偏置经过1MΩ的电阻从串联的两个9V电池(18V)中发生。LF412在两个9V电池间进行单块供电运转。在低输入电流和低偏移电压下,能够不运用粗笨的输出耦合电容器,因为输出的DC值在地上的毫伏规模内。虽然LF412不是低噪声运算扩大器,但其噪声电平仍远低于二极管的固有噪声电平,因此不必忧虑这一点。


在两个x10过程中,U1A和U1B大约可将齐纳噪声扩大至1V和10V峰峰值。对测验中的电路而言,假如该噪声太大,可运用1kΩ的R8和R9来制成一个分压器,从而将噪声电平降至所需值。


图2给出的是电路中发生的噪声,该噪声在1Hz~100kHz频率规模间坚持滑润状况。较高的100kHz频率衰减在x100输出中小于0.5dB,如需求,可将频率相关增益添加至U1B。但对于此次实验而言,没有这个必要。为进行比较,图2还给出了在最小电容下运转的LM317稳压器的噪声布局图,虽然该设备通常被认为是“十分吵的稳压器”,可是与12V的齐纳二极管和一些增益比较,它就不值得一提了。


因为运用了安稳的低功率FET扩大器和陶瓷耦合%&&&&&%器,由离散气流的温度梯度引起的1/f噪声被按捺在最低极限。但是为了到达最大的安稳性,该规划实例应在某个关闭场合中进行,并远离循环气流。


电路耗费仅为4mA,当电池用至7V时,一般9V碱性电池的寿数估计大于100小时。而规划电路的噪声改变约为电池寿数的15%,如需求,可运用一个更为杂乱和安稳的偏置设备来改进这一点。

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