Цифровой генератор шума
Радио 1981, 07-08
Шум можно получить на основе псевдослучайных последовательностей, например m-последовательности. Её отличие от истинно случайной заключается в том, что она периодична и имеет тактируемое изменение состояния генератора шума, хотя внутри периода ничем не отличается от истинно случайной. Спектральные корреляционные характеристики такого шума более подходят для ЭМС, чем сигнал генератора шума на p-n-переходе (на транзисторе или стабилитроне).
Генератор сигналов m-последовательности представляет собой цифровой сдвиговый регистр с цепью обратной связи, которая соединяет выход последней ячейки регистра со входом первой. В цепь обратной связи включены сумматоры по модулю 2, алгоритм работы которых построен следующим образом: если на входах сигналы разные, то на выходе будет логическая 1, а если одинаковые - логический 0. Комбинируя варианты включения сумматоров в цепь обратной связи, можно получать последовательности с различными периодом и структурой.
Максимальный период последовательности равен 2n-1, где n - число разрядов регистра. Состояние «все нули» исключается как нерабочее. Для получения равномерного спектра в области звуковых частот тактовую частоту выбирают равной 35 кГц.
Принципиальная схема генератора шума представлена на рисунке. Тактовый генератор собран на элементах микросхемы D1. Узел, собранный на элементах D3.1-D3.3 представляет собой сумматор по модулю 2. В каждый такт работы регистра D2 с его пятого, девятого и восемнадцатого разрядов снимаются соответствующие сигналы, суммируются и записываются в первый разряд регистра. Цепь R2C2 предназначена для записи начального состояния после включения питания. Фильтр низших частот (известный как фильтр Саллена - Ки) собран на ОУ A1. В ФНЧ предусмотрено переключение частоты среза (15 кГц и 500 Гц) для получения «белой» и «розовой» характеристик шума.
В. Григорян, В. Мартыновский