Реализация генератора шума в Multisim

 

Из множества изученных нами источников следует, что генератор белого шума может быть реализован по-разному. Самые простые реализуются на базе нескольких электро-компонентов (рис. 6.1), а самые сложные базируются на применении транзисторов, операционных усилителей и прочих микросхем.

Рисунок 6.1 – Простой генератор шума.

 

Однако нами за основу был взят генератор шума, реализованный на транзисторах [3]. Принципиальная схема генератора белого шума приведена в приложении А.

В качестве транзистора был выбран n-p-n транзистор BC846B (рис. 6.2), он обладает следующими характеристиками [4]:

- Напряжение коллектор-эмиттер, не более: 65 В

- Напряжение коллектор-база, не более: 80 В

- Напряжение эмиттер-база, не более: 6 V

- Ток коллектора, не более: 0.1 А

- Рассеиваемая мощность коллектора, не более: 0.25 Вт

- Коэффициент усиления транзистора по току (h_fe): от 200 до 450

- Граничная частота коэффициента передачи тока: 150 МГц

- Корпус: SOT-23

 

Рисунок 6.2 – Транзистор ВС846В.

 

Также в схеме присутствуют резисторы и конденсаторы различных номиналов/емкостей. В качестве сигнала используется источник постоянного напряжения 4,5 В.

 

Для симуляции работы генератора белого шума была выбрана программа Multisim 12.0 (рис. 6.3) – это программное обеспечение промышленного стандарта. Оно применяется для моделирования и программирования схем для аналоговой, цифровой и силовой электроники в образовательной и исследовательской областях.

Рисунок 6.3 – О программе «Multisim».

 

Далее перенесем принципиальную схему в Multisim (рис. 6.4).

Рисунок 6.4 – Электрическая принципиальная схема генератора белого шума в Multisim

 

Затем подключаем осциллограф к выходу конденсатора С3 (рис 6.5).

Рисунок 6.5 – Подключение осциллографа.

 

После запуска симуляции на осциллограмме отчетливо виден шум (рис. 6.6).

Рисунок 6.6 – Осциллограмма белого шума.

 

В данной схеме второй транзистор используется для усиления шума. Это легко отследить, задействовав второй канал осциллографа (рис. 6.7).

Рисунок 6.7 – Подключение второго канала осциллографа.

Рисунок 6.8 – Два шума при одинаковом масштабе.

 

Как видно на осциллограмме (рис. 6.8) при одинаковом масштабе канала A и канала B осциллографа, шум на сигнале, идущем с одного транзистора (синий) не заметен. Однако при уменьшении масштаба можно заметить, что это тоже шум (рис 6.9).

Рисунок 6.9 – Два шума при разных масштабах.

 

Таким образом, в рамках курсового проекта нами была просимулирована работа генератора белого шума, построенного на базе транзисторов. При необходимости данное устройство можно будет собрать на основании принципиальной схемы (приложение А) и перечня элементов (приложение Б).