Generator szumu
Do czego to służy?
W praktyce szum biały
Generatory szumu używane są przede
nie znajduje szerokiego za−
wszystkim przez elektroakustyków pod−
stosowania w praktyce.
czas pomiarów parametrów akustycz−
Znacznie częściej używa
nych pomieszczeń oraz przy regulacji sys−
się
szumu
różowe−
temów nagłośnieniowych. Stanową też
go. Znów mówiąc najproś−
bardzo cenne uzupełnienie pracowni każ−
ciej można stwierdzić, że
dego elektronika.
szum różowy ma wielkość
Każdy elektronik, który choć trochę za−
(amplitudę) poszczegól−
jmuje się tematyką audio powinien mieć
nych składowych zbliżoną
dobry generator szumu. Jest to bardzo
do tej, jaką mają naturalne
przydatny przyrząd, bo pozwala znakomi−
źródła dźwięku (np. orkies−
cie uprościć pomiary i regulację aparatury
tra symfoniczna).
audio.
Tym samym generator
W artykule opisano bardzo prosty, ale
szumu różowego jest doskonałym
zystor T1, potem w drugim stop−
funkcjonalny generator szumu. Układ
sygnałem testowym. Przy testowa−
niu przez tranzystor T2. Na wy−
można zmontować z powszechnie do−
niu aparatury czy obiektów szum
jściu występuje szum o wartości
stępnych elementów w ciągu kilkunastu
różowy jest pod wieloma względa−
międzyszczytowej rzędu kilkuset
minut. Charakterystyka szumu może być
mi lepszy od pojedynczego przebie−
miliwoltów. Taka wartość wystar−
zmieniana przez dodanie na wyjściu pros−
gu, jakim „przegwizduje się” badany
czy nawet do sprawdzania wzmacniaczy
tego filtru.
obiekt (zwykle jest to przebieg sinusoidal−
mocy. Do współpracy z urządzeniami
Szczegółowe omówienie ciekawego
ny o częstotliwości 1kHz), bo bardziej od−
o dużej czułości należy obniżyć poziom
tematu szumów i pomiarów audio z uży−
powiada rzeczywistym warunkom pracy
sygnału przez zastosowanie prostego
ciem generatora szumów zajęłoby co naj−
badanego układu.
tłumika na wyjściu, ewentualnie wyko−
mniej kilka stron druku i artykuł taki może
Mając do dyspozycji generator szumu
rzystać sygnał z kolektora tranzystora T1.
się pojawić w EdW na życzenie czytelni−
różowego oraz analizator widma można
Charakterystyka (barwa) szumu zależy
ków. Redakcja może też przedstawić
w prosty sposób w jednej chwili określić
w dużej mierze od zastosowanej diody Ze−
praktyczny analizator widma akustyczne−
charakterystykę wzmacniacza mocy,
nera. Może to być dowolna dioda na na−
go współpracujący z generatorem szumu
przedwzmacniacza, mikrofonu, głośnika,
pięcie 3,9...6,2V. Dioda ta powinna być
(prosimy o listy w tej sprawie).
czy całego systemu nagłośnieniowego.
wybrana z większej liczby podobnych diod
W niniejszym artykule podane zostaną
Ale nawet bez analizatora widma genera−
podczas sprawdzania układu generatora.
tylko ogólne informacje na temat szumu.
tor szumu okaże się bardzo przydatny
Rzecz w tym, że poszczególne egzempla−
Szum to przebieg o przypadkowym
podczas sprawdzania aparatury audio.
rze diod Zenera, nawet pochodzące z jed−
kształcie. Dla elektronika i elektroakusty−
Początkujący elektronicy, którzy do tej
nej serii produkcyjnej (i jednego opakowa−
ka najważniejsze znaczenie ma fakt, że
pory nie mieli do czynienia z generatora−
nia) mają różny nie tylko poziom szumów,
dobry generator szumu zawiera składo−
mi szumu, a szumy traktowali zawsze ja−
ale i barwę generowanego szumu.
we o wszystkich częstotliwościach pas−
ko przekleństwo, powinni koniecznie wy−
Niektóre egzemplarze szumią bardzo
ma a
akustycznego.
konać proponowany układ i zapoznać się
słabo. Inne szumią silnie, ale w sygnale
Początkującym elektronikom takie
z różnymi barwami szumu.
oprócz typowego szumu słychać także
stwierdzenie może wydać się co naj−
wyraźne trzaski. Takie trzeszczące diody
mniej dziwne, ale rzeczywiście tak jest.
Jak to działa?
nie nadają się do opisywanego generato−
Bez większego błędu można powie−
Schemat ideowy układu pokazano na
ra. Ale wśród kilku czy kilkunastu diod
dzieć, że generator szumu to taki genera−
rysunku 1. Źródłem szumów jest dioda
z powodzeniem można znaleźć egzemp−
tor, który jednocześnie (tak!) jest źródłem
Zenera D1. Szumy powstające w tej dio−
larz dający stabilny szum, o barwie zbliżo−
sygnałów o wszystkich częstotliwoś−
dzie są wzmacniane najpierw przez tran−
nej do szumu białego lub różowego.
ciach pasma akustycznego (i nie tylko
akustycznego).
Jeśli
sygnał
zawiera
składowe
o wszystkich częstotliwościach, to nasu−
wa się pytanie, czy te składowe mają
równe wielkości? To jest bardzo ważne
pytanie!
Nie wchodząc w szczegóły i nieco
upraszczając zagadnienie można powie−
dzieć, że jeśli wielkość (amplituda)
wszystkich składowych jest jednakowa,
to mamy do czynienia z tak zwanym szu−
mem b
białym. Szum biały to mniej więcej
taki szum, jaki słyszy się z głośnika star−
szego, ręcznie strojonego radia, które na
zakresie UKF nie zostało dostrojone do
żadnej stacji.
Rys. 1
1. S
Schemat iideowy
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98
55
generator do wzmacniacza i posłuchać
szumu przez kolumny lub słuchawki.
Wykaz e
elementów
Szum biały brzmi podobnie jak ciągły
Rezystory
R1,R3,R4: 47kΩ (33...100kΩ)
dźwięk sssssssssss... Czym ostrzejszy
R2,R5,R6: 4,7kΩ (3,3...10kΩ)
dźwięk, tym więcej składowych o więk−
R7: 100kΩ...1MΩ
szych częstotliwościach.
Kondensatory
Szum różowy brzmi podobnie do ciąg−
C1: 10µF/16V
C2,C3: 470nF
łego dźwięku fffffffff...
C4: 1nF foliowy
Jeśli natomiast brzmienie szumu przy−
C5: 47...100µF/16V
pomina ciągły dźwięk hhhhhhh... to
Półprzewodniki
w szumie jest za mało składowych
D1: dioda Zenera 4,7...6,2V
T1,T2: dowolne tranzystory NPN np. BC548B
o większych częstotliwościach.
Rys. 2
2.
Montaż i uruchomienie
trudne, wręcz niemożliwe dla zdecydo−
Prosty układ generatora szumu może
wanej większości czytelników. Nie moż−
Dwa tranzystory zapewniają bardzo
być zmontowany na kawałku płytki druko−
na tu podać zalecanych wartości elemen−
duże wzmocnienie niewielkiego przebie−
wanej, albo też podobnie jak egzemplarz
tów z rysunku 2, bowiem poszczególne
gu z diody Zenera. Nie należy jednak do−
modelowy – przestrzennie, czyli „w pają−
egzemplarze diod Zenera będą mieć róż−
dawać trzeciego stopnia wzmocnienia,
ku”. Montaż nikomu nie sprawi trudności.
ną barwę szumu. Na szczęście dokładne
bo układ wzbudzi się na wysokich częs−
Należy dobrać egzemplarz diody Zene−
kształtowanie charakterystyki nie jest ko−
totliwościach. Już przy dwóch tranzysto−
ra, dający równy i silny szum, bez słyszal−
nieczne i w praktyce ewentualne korekty
rach układ ma tendencje do samowzbu−
nych trzasków.
będą polegać jedynie na zwiększeniu po−
dzenia (wskutek szkodliwych sprzężeń
Po zmontowaniu i podłączeniu do
jemności C4, by uzyskać brzmienie zbli−
pojemnościowych oraz przez obwody za−
wzmacniacza może się okazać, że za−
żone do dźwięku ffffffff...
silania) i do ich wyeliminowania koniecz−
miast pożądanego szumu różowego,
Układ można umieścić w dowolnej
ny jest kondensator C4.
układ generuje szum o barwie zbliżonej
obudowie. Ze względu na duże wzmoc−
Jak wspomniano na wstępie, naj−
do szumu białego. Aby uzyskać odpo−
nienie układu, jest on bardzo czuły na
bardziej pożądany jest szum różowy.
wiednią barwę (brzmienie zbliżone do
wszelkie zakłócenia. Dobrze wzmacnia
Przeciętny czytelnik EdW nie jest
dźwięku ffffffff...) należy albo zastoso−
również przydźwięk sieciowy (50Hz).
w stanie zmierzyć charakterystyki
wać na wyjściu filtr, albo zmienić wartoś−
Przydźwięk taki może się pojawiać przy
częstotliwościowej szumu i uzyskać
ci kondensatorów C2, C3 lub C4.
zbliżeniu ręki do układu, zwłaszcza przy
szumu „naprawdę różowego” (czyli
Zmniejszanie pojemności C2 i C3
zasilaniu z sieci przez zasilacz 9...15V.
takiego, w którym energia poszczegól−
zmniejsza zawartość niższych składo−
Gdyby przydźwięk dawał się we znaki,
nych składowych maje ze wzrostem
wych. Zwiększanie pojemności C4
układ trzeba zaekranować (choćby folią
częstotliwości o 3 decybele na okta−
zmniejsza zawartość wyższych składo−
aluminiową z czekolady) i ekran dołączyć
wę). W praktyce wcale nie jest to ko−
wych. Dla dokładniejszego dobrania bar−
do minusa baterii zasilającej.
nieczne. Barwę szumu można bowiem
wy szumu być może należałoby zastoso−
Piotr G
Górecki
z potrzebną tu dokładnością określić
wać obwody pokazane na rysunku 2
2, ale
Zbigniew O
Orłowski
metodą na słuch. Wystarczy dołączyć
dobranie wartości elementów byłoby
Dwukolorowe biegające światełko LED
c.d. ze str. 54
Jeśli jednak ktoś zdecyduje się na zasi−
lanie bateryjne, to powinien zaopatrzyć się
w baterie alkaliczne dobrego producenta.
Układ można umieścić w obudowie
KM−35N, KM−42N, KM−48N lub innej o od−
powiednich do urządzenia wymiarach.
Krzysztof W
Winkiel
Wykaz e
elementów
Rezystory
R1−R10: 4,7kΩ
R11−R20: 560Ω
R21: 1,5kΩ
PR1: PR 1kΩ
Kondensatory
C1: 100nF
C2,C3: 100µF/16V
Półprzewodniki
D1−D10: LED 2−kolorowa
T1−T10: BC558B
U1: NE555
U2: 4017
Rys. 2
2. S
Schemat m
montażowy
56
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98