Схема цифрового генератора шума на микросхемах К561ИР2, К561ЛП2
Цифровой шум представляет собой временной случайный процесс, близкий по своим свойствам к процессу физических шумов. Поэтому он называется псевдослучайным процессом. Цифровая последовательность двоичных символов в цифровых генераторах шума называется псевдослучайной последовательностью и представляет собой последовательность прямоугольных импульсов псевдослучайной длительности с псевдослучайными интервалами между ними.
Период повторения всей последовательности значительно превышает наибольший интервал между отдельными импульсами последовательности.
Наиболее часто в цифровых генераторах шума применяются последовательности максимальной длины — так называемые М-последовательности, которые формируются при помощи регистров сдвига и сумматоров по модулю 2, использующихся для получения сигнала обратной связи.
Принципиальная схема генератора шума с равномерной спектральной плотностью в рабочем диапазоне частот приведена на рис. 5.9.
Этот генератор шума содержит:
- последовательный восьмиразрядный регистр сдвига, выполненный на микросхеме К561ИР2;
- сумматор по модулю 2 (DD2.1);
- тактовый генератор (DD2.3, DD2.4);
- цепь запуска (DD2.2).
Последние элементы выполнены на микросхеме К561ЛП2. Тактовый генератор выполнен на элементах DD2.3 и DD2.4 по схеме мультивибратора. С выхода генератора последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования около 100 кГц поступает на входы «С» регистров сдвига DD1.1 и DD1.2, образующих 8- разрядный регистр сдвига.
Рис. 5.9. Цифровой генератор шума
Запись информации в регистр происходит по входам «D». На вход «D» регистра DD1.1 сигнал поступает с элемента обратной связи — сумматора по модулю 2 на элементе DD2.1. Однако при включении питания возможно состояние регистров, когда на всех выходах присутствуют низкие уровни.
Так как в регистрах М-последовательности запрещено появление нулевой комбинации, то в схему введена специальная цепь запуска генератора, выполненная на элементе DD2.2. При включении питания он формирует на своем выходе уровень логической единицы, который выводит регистр из нулевого состояния. Затем на дальнейшую работу генератора цепь запуска не оказывает никакого влияния. Сформированный псевдослучайный сигнал снимается с 8-го разряда регистра сдвига и поступает для дальнейшего усиления и излучения. Напряжение источника питания может быть от 3 до 15 В.
В устройстве использованы КМОП микросхемы серии 561, их можно заменить микросхемами серий К564, К1561 или К176. В последнем случае напряжение питания должно быть 9 В.
Правильно собранный генератор в налаживании не нуждается. Изменением тактовой частоты генератора можно регулировать диапазон частот шума и интервал между спектральными составляющими.
Литература: Корякин-Черняк С. Л. Как собрать шпионские штучки своими руками.