DD290526A5

DD290526A5 - NOISE GENERATOR

Info

Publication number: DD290526A5
Application number: DD33596889A
Authority: DD
Inventors: Peter Roth
Original assignee: Technische Universitaet Dresden,Direktorat F. Forschung,De
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1991-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rauschgenerator, der zur Pruefung und Analyse von Systemen sowie bei der Nachbildung natuerlicher Rausch- und Zufallsprozesse angewendet werden kann. Ziel ist ein Rauschgenerator, der ohne komplizierte elektronische Schaltung arbeitet. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz an einem Koerper aus supraleitendem Material eine Gleichstromquelle anliegt. Dem Koerper sind Mittel zur Kuehlung und Heizung zugeordnet. An wenigstens einer Stelle des Supraleiters in der Naehe der Heizung ist ein normalleitendes Gebiet geringen Volumens mit einem elektrischen Widerstand vorhanden. Wenn das Volumen dieses Gebietes nahezu verschwindet, was durch geeignetes Kuehlen und Heizen erreicht wird, steigen die Fluktuationen seines Widerstandes stark an. UEber dem Koerper faellt eine Rauschspannung ab. Figur{Rauschgenerator; Material, supraleitend; Gleichstrom; Kuehlung; Heizung; Supraleiter; Gebiet, normalleitend; Widerstand; Fluktuation; Rauschspannung}The invention relates to a noise generator that can be used for the testing and analysis of systems as well as in the simulation of natural noise and random processes. The goal is a noise generator that works without complicated electronic circuitry. The essence of the invention is that a DC source is applied to a body of superconducting material. The body is allocated means for cooling and heating. At least one point of the superconductor in the vicinity of the heater has a low-volume, normally-conductive area with an electrical resistance. When the volume of this area almost disappears, which is achieved by suitable cooling and heating, the fluctuations of its resistance increase sharply. Over the body falls off a noise voltage. FIG {noise generator; Material, superconducting; DC; Cooling; Heater; superconductors; Area, normally conducting; Resistance; Fluctuation; Noise voltage}

Description

Characteristic of the known state of the art

Bekannt sind Rauschgeneratoren, welche elektrische Widerstände, Halbleiterbauelemente (E Phillippow, Taschenbuch der Elektrotechnik, Band 1, Verlag Technik Berlin, 1976, S 446ff , 712f), Dioden (DD 242315) oder elektrische Schwingkreise (DE-OS 3109464) als Rauschquellen benutzen Diese Rauschquellen werden mit analogen (DD 2524488, DD 252489, DD 158294, DD 217101, EP 0186073) oder digitalen (DE 2850240, EP 0213695, WO 87/05168) elektronischen Schaltungen angesteuert Der Schaltungsaufwand dafür ist relativ großKnown are noise generators, which electrical resistors, semiconductor devices (E Phillippow, Taschenbuch der Elektrotechnik, Volume 1, Verlag Technik Berlin, 1976, S 446ff, 712f), diodes (DD 242315) or electrical resonant circuits (DE-OS 3109464) as noise sources use this Noise sources are driven by analog electronic circuits (DD 2524488, DD 252489, DD 158294, DD 217101, EP 0186073) or digital (DE 2850240, EP 0213695, WO 87/05168). The circuitry required for this is relatively large

Außerdem werden Gasentladungen als Rauschgenerator verwendet (H Метке, F W Grundlach, Taschenbuch der HF-Technik, Springer-Verlag, Berlin 1956, S 1044f )In addition, gas discharges are used as a noise generator (H Метке, F W Grundlach, paperback of HF technology, Springer-Verlag, Berlin 1956, S 1044f)

Weiterhin ist bekannt, daß ζ B das in dünnen Schichtwiderstanden oder Spitzenkristalldioden dominierende Rauschen umgekehrt proportional zum Volumen des Widerstandes dieser Bauelemente ist (M von Ardenne, G Musiol, S Reball, Effekte der Physik und ihre Anwendung, Verlag der Wissenschaften, Berlin 1988, S 295, H Pfeifer, Elektronisches Rauschen, Teil 1 Rauschquellen, Teubner-Verlagsgesellschaft, Leipzig 1959) Die Nutzung dieses Effekts fur einen Rauschgenerator wird durch die Herstellung genügend kleiner und stabiler Volumina dieser Widerstände erschwertFurthermore, it is known that the noise prevailing in thin-film resistors or peak-crystal diodes is inversely proportional to the volume of the resistance of these components (M von Ardenne, G Musiol, S Reball, Effects of Physics and Their Application, Verlag der Wissenschaften, Berlin 1988, p 295, H Pfeifer, Electronic Noise, Part 1 Noise Sources, Teubner-Verlagsgesellschaft, Leipzig 1959) The use of this effect for a noise generator is made difficult by the production of sufficiently small and stable volumes of these resistors

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Rauschgenerator, der ohne komplizierte elektronische Schaltung arbeitetThe aim of the invention is a noise generator that works without complicated electronic circuit

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen aufgebauten Rauschgenerator anzugeben Erfmdungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß an einem Korper aus supraleitendem Material eine Gleichstromquelle anliegt Dem Korper sind Mittel zur Kühlung und Heizung zugeordnet An wenigstens einer Stelle des Supraleiters in der Nahe der Heizung ist ein normalleitendes Gebiet geringen Volumens vorhandenThe object of the invention is to provide a simple built-noise generator Erfmdungsgemaß this object is achieved in that a DC power source is applied to a body of superconducting material The body means for cooling and heating are assigned to at least one point of the superconductor in the vicinity of the heater is a normal conducting area of low volume available

Das normaileitende Gebiet verursacht einen elektrischen Widerstand Wenn das Volumen dieses Gebietes nahezu verschwindet, was durch geeignetes Kuhlen und Heizen erreicht wird, steigen die Fluktuationen seines Widerstandes stark an Wird der Korper von einem Gleichstrom durchflossen, fallt eine Rauschspannung über dem Korper abThe normalizing area causes electrical resistance When the volume of this area almost disappears, which is achieved by suitable cooling and heating, the fluctuations of its resistance increase sharply When a DC current flows through the body, a noise voltage drops across the body

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Die Zeichnung zeigt den erfmdungsgemaßen RauschgeneratorThe drawing shows the erfmdungsgemaßen noise generator

Em Zylinder 1 aus supraleitendem Material ist von einer Heizspule 2 und einem Mantel 3 aus thermisch isolierendem Material (Teflon) umgeben Die Deckflachen des Zylinders 1 sind jeweils mit Kupferplatten 4 1 bzw 4 2 thermisch und elektrisch kontaktiert Die Platten 4 sind mit den Polen einer Konstantstromquelle verbunden Diese Anordnung befindet sich vollständig in einem Kältemittel mit einer Temperatur, die geringer ist als die supraleitende Ubergangstemperatur des Zylinders 1 Besteht Zylinder 1 aus einem Y-Ba-Cu O-Hochtemperatursupraleiter, dient flussiger Stickstoff als Kältemittel Der Heizstrom durch eine Heizung 2 ist so eingestellt, daß ein geringer Volumenanteil des Zylinders normalleitend ist Es entsteht zwischen den beiden Platten 4 eine Rauschspannung U_R Die Fluktuationen dieser Spannung werden durch die Fluktuationen des Widerstandes des normalleitenden Volumenanteils und durch den von der Konstanstromquelle 5 abgegebenen Strom bestimmt Die Widerstandsfluktuationen sind groß, wenn das Volumen des normalleitenden Anteils im Zylinder 1 gering ist Die Heizung 2 kann in ihrer Wirkung durch einen elektrischen Strom ersetzt werden, der direkt durch den Zylinder 1 fließtEm cylinder 1 of superconducting material is surrounded by a heating coil 2 and a jacket 3 made of thermally insulating material (Teflon) The surfaces of the cylinder 1 are each thermally and electrically contacted with copper plates 4 1 and 4 2 The plates 4 are connected to the poles of a constant current source This arrangement is located entirely in a refrigerant having a temperature which is lower than the superconducting transition temperature of the cylinder 1 If cylinder 1 consists of a Y-Ba-Cu O high-temperature superconductor, liquid nitrogen serves as the refrigerant. The heating current through a heater 2 is the same A noise voltage U _R is generated between the two plates 4. The fluctuations of this voltage are determined by the fluctuations of the resistance of the normal conducting volume fraction and by the current emitted by the constant current source 5. The resistance fluctuations are g When the volume of the normal conducting portion in the cylinder 1 is small, the heater 2 can be replaced by an electric current flowing directly through the cylinder 1

Claims

Noise generator using a DC power source, characterized in that a body of superconducting material is applied to the DC power source, it is associated with means for cooling and heating and at least one point of the superconductor in the vicinity of the heating, a normal conductive area of low volume is present.

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Field of application of the invention

The invention relates to a noise generator which can be used for testing and analyzing systems as well as in the simulation of natural noise and random processes