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白噪声发射器
阅读:422时间:2018-05-18 09:32:49

白噪声(white noise)是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。 所有频率具有相同能量密度的随机噪声称为白噪声。白噪声发射器是一种使用稳定二机管作噪声源,能在一定频率范围内产生白噪声的设备。电阻电阻 的供应商的热噪声是良好的白噪声信号源信号源 的供应商,它具有均匀的功率谱,信号强度为微伏级,对需要小信号的场合比较适合。

基本概念

  白噪声(whitenoise)是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。所有频率具有相同能量密度的随机噪声称为白噪声。
  白噪声作为一种理想信号,在数学处理上具有简单、方便等优点。所以在系统辨识、线性系统分析和信号分析与处理中都有极重要的地位。在实际工作中,所研究某一系统的随机过程,只要满足该过程的功率谱密度在比系统带宽大得多的频率范围内近似均匀分布这一条件,就可以把它作为白噪声来处理,而不会带来多大误差。
  白噪声发生器在国外早有商品尚世,但直到近几年还只有小信号的产品,它们只能供噪声系数等测量之用。在需要大信号的用途中:如声学侧量中的白噪声,往往需要几瓦以上的输出功率。没有这种商品,看来是由于制造有困难。因为频谱密度均匀的噪声信号,一经放大就难免引起频谱畸变,从而影响测量的精密度。

工作原理

  发生器是利用普通的双极性晶体管9014,它由双极性晶体管2N2222提供恒流源偏置。为了增加可得到的散粒噪声,9014的集电极处于开路而基极一发射极则为反向偏置。此时,BJT连接成其发射结处于反向击穿状态。
  采用这样的配置,发射极一基极结的反向击穿电压可以很容易地用一般的频谱分析仪观察,其频谱带宽约为300MHz,而功率输出大约是70dBm。
  利用该白噪声发生器,可以产生频带在0.4~30kHz范围内频宽连续可调的限带白噪声信号,在输出负载不小于200时,信号峰一峰值在范围内可以连续调节。

噪声源

  能产生无规噪声的噪声源是很多的:如热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等。大部分的无规噪声具有白谱带,从低频起延展到可观的频率范圃。由于各种噪声源的物理特性不同,频带的高频极限就很不一致。
  电阻的热噪声是良好的白噪声信号源,它具有均匀的功率谱,信号强度为微伏级,对需要小信号的场合比较适合,如果需要放大就比较麻烦。利用散粒效应产生白噪声的噪声二极管,可以作为标准白噪声源,在几十千赫到数十兆赫范围内,具有均匀的频谱密度,只是由于低频时受到闪烁噪声的影响,输出较大。因此在需要音颁段白噪声时,可以由高频噪声差频取得。三极以上的电子管也能产生噪声,其等效噪声电阻与其跨导成反比,一般具有微伏极输出,混频管与变频管甚至可达6-7微伏。西德SUF型噪声发生器郎是利用五极管作为噪声源的,效果媛佳。光电倍增管在2赫到20兆赫的广阔频段内有相当均匀的频谱密度,输出信号也大,是优良的白噪声源。半导体二极管和三极管也可作为噪声源,但性能不够稳定,因此采用较少。
  气体放电管能在广朗的频段内产生较大的噪声信号。稳压管与霓虹管所产生的噪声信号在100赫~10兆赫之间有均匀的频谱密度,信号强度可达几十微伏,比一般热噪声与散粒噪声高出20分贝以上。阐流管有更强的噪声信号,可达1毫伏左右,虽然它的频谱密度不够均匀,一般在6~15分贝之间,但在磁场作用之下,可以使不均匀度减少到1.5~6分贝。

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