В качестве первичного источника шума используются резисторы, стабилитроны, ионные электровакуумные приборы, возможно, применять специально созданные шумовые приборы: шумовые диоды (вакуумные и газоразрядные). Каждый такой прибор создаёт весьма специфичный закон распределения и спектральную плотность шума, для последующего же использования полученного шума необходимо получить требуемую спектральную плотность и закон распределения.
Спектральную плотность шумового процесса, возможно, устанавливать и корректировать с помощью фильтров, но сформировать закон распределения он не может в принципе, так как для формирования закона распределения необходимо производить нелинейные преобразования. Закон распределения и спектральную плотность шумового процесса в аналоговом генераторе шума формирует специальное устройство — формирователь. Формирователь закона распределения и спектральной плотности имеет ограниченный динамический диапазон, который нельзя превышать во избежание искажения закона распределения, поэтому на вход формирователя подаются относительно слабые по уровню сигналы. Полученный на выходе формирователя сигнал с необходимыми характеристиками далее необходимо усилить. Усиление сигнала происходит в усилителе, при этом к нему предъявляется ряд требований:
- он должен обладать линейностью во всем динамическом диапазоне;
- полоса пропускания усилителя должна быть шире спектральной плотности шумового сигнала на выходе формирователя, с тем, чтобы сигнал не приобрел искажения в процессе усиления.
После усиления необходимо иметь возможность установить требуемый уровень выходного сигнала. Для этой цели нельзя изменять коэффициент усиления усилителя, так как нарушается ряд его характеристик в процессе перестройки, что влияет на уровень искажений сигнала им усиливаемого. Поэтому после усилителя устанавливают делитель (аттенюатор) для установки необходимого коэффициента передачи. Полоса пропускания делителя должна быть такой же что и ширина спектра шумового сигнала на выходе усилителя.
Чтобы иметь возможность контролировать уровень сигнала на выходе прибора, в генераторе устанавливают измеритель, измеряющий уровень сигнала на выходе усилителя с фиксированным коэффициентом усиления и корректирующий свой множитель шкалы в зависимости от настройки делителя, таким образом, позволяя точно измерять значения даже малых по уровню сигналов (что было бы затруднительно если измеритель подключался непосредственно после делителя, так как сигнал, поступающий в измерительное устройство, может оказаться недостаточным по уровню для нормальной работы измерителя). Устройство измерения должно минимально влиять на свойства источника информации и свойства ее получателя, поэтому оно используется совместно с согласующими устройствами (на рисунке не показаны). Измеритель может измерять не только уровень сигнала, но и другие его параметры.
Среди различных генераторов шума выделяют генераторы хаотической импульсной помехи (ХИП), которые используются как генераторы помех.
Если функция описывающая сигнал сложная, то в источнике первичного шума применяют устройства создающие шум в виде числовой последовательности — цифрового шума.
График ХИП (она формируется путем запуска схемы формирования импульсов, в случайные моменты времени, определяемые моментом превышения уровнем аналогового шума определенного порога)
§ 1.1.2 Цифровые генераторы шума
Все аналоговые генераторы шума основаны на применении специальных шумящих элементов в качестве источников шума, но все эти источники обладают существенными недостатками, такими как: малой мощностью производимого шумового процесса, низкой временной и температурной стабильностью параметров этого процесса, неравномерностью спектральных характеристик шумового процесса из-за воздействия других неучтенных видов шума. Аналоговые генераторы шума требуют повторной настройки при смене первичного источника шума (шумящего элемента). Перечисленные недостатки отсутствуют у цифровых источников шума.
Рассмотрим структуру генератора цифрового шума:
Первичный источник цифровых шумов (ПИЦШ) представляет собой источник шума,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.