Реализация генератора шума в Proteus

 

Генератор шума, реализованный в программе Multisim невозможно выполнить из-за программных особенностей Proteus. Поэтому нами был выбран генератор шума на основе сдвигового регистра и цифро-аналогово преобразователя [5]. Схема генератора шума (рис. 7.1), а также результаты его работы (рис. 7.2) приведены на рисунках.

Рисунок 7.1 – Схема генератора шума в Proteus.

Рисунок 7.2 – Работа генератора шум.

Как описывалось ранее, генераторы шумов используются в том числе и для защиты важных переговоров, поэтому добавим источник сигнала, содержащий человеческую речь и наложим генерируемый нами шум. Схема и графики приведены на рисунке (рис. 7.3).

Рисунок 7.3 – Наложение шума на человеческую речь.

 

На осциллограмме желтым цветом обозначен выходной аудио сигнал, зеленым – входной. Также приведены более подробные графики (слева входной сигнал, справа выходной).

При желании, шум можно усилить или ослабить, с помощью операционных усилителей, схема их подключения (рис 7.4) и выходной шум (рис 7.5) приведены на рисунках.

Рисунок 7.4 – Каскад операционных усилителей.

Рисунок 7.5 – Усиленный шум.

 

Переменный резистор RV 2 служит для позиционирования сигнала относительно нулевого значения. Переменные резисторы RV 1, RV 3 и RV 4 служат для изменения уровня шума.

Далее в качестве источника сигнала будем использовать микроконтроллер ATmega128, который будет генерировать случайную последовательность 0 и 1 (программа микроконтроллера приведена в приложении В). Для объединения двух сигналов воспользуемся сумматором, построенным на базе операционного усилителя [6]. Схема сумматора приведена на рисунке (рис. 7.6).

Рисунок 7.6 – Сумматор на операционном усилителе.

 

Подключим 2 переключателя на порт микроконтроллера, один отвечает за включение/выключение шума, другой за инвертирование сигнала (с целью повышения защиты). Переключение производится с помощью реле.

Теперь, когда система готова (рис. 7.7), подсоединим выходной сигнал системы, сигнал генерируемый с микроконтроллера и шум к осциллографу.

Рисунок 7.7 – Генератор шума, подключенный к микроконтроллеру.

Далее посмотрим осциллограммы в трех состояниях:

· шум выключен, не инверсный режим (рис. 7.8);

· шум включен, не инверсный режим (рис. 7.9);

· шум включен, инверсный режим (рис. 7.10).

На всех графиках желтым обозначается выходной сигнал системы, красным – сигнал, генерируемый микроконтроллером, зеленый – шум.

Рисунок 7.8 – Осциллограмма при выключенном шуме.

 

Рисунок 7.9 – Осциллограмма при включенном шуме без инверсии.

 

Рисунок 7.10 – Осциллограмма при включенном шуме с инверсией.

 

Заключение

 

Темой курсовой работы был выбран генератор шума – это специальное устройство, которое предназначено для защиты от возможного прослушивания беспроводными микрофонами и диктофонами. Эти генераторы создают «белый шум», который не дает возможности просушивающим устройствам обрабатывать полученную информацию.

Генераторы шума могут применяться внутри и снаружи помещения. Прибор не излучает электромагнитных волн, потому не несет угрозы здоровью людей. Наиболее востребованы генераторы шума для защиты важных переговоров.

 В рамках курсовой работы нами был спроектирован генератор шума на базе транзисторов, работа которого была симулирована с помощью программы Multisim, и генератор шума на базе сдвигового регистра и цифро-аналогово преобразователя, работа которого была симулирована с помощью программы Proteus.