CN201965904U - 音频噪声发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种音频噪声发生器，其包括：白噪声发生器，用于产生白噪声信号；粉噪声发生器，用于产生粉红噪声信号；噪声合成电路，输入端连接所述白噪声发生器和粉红噪声发生器，经运算后输出合成噪声信号；以及功率放大电路，所述噪声合成电路输出连接有该功率放大电路后输出干扰信号。本实用新型能够为讲话人提供更好、更有效保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种音频噪声发生器，主要用于产生干扰有效声音的噪声信号，起到保护有效声音的作用，属于信息安全领域。
背景技术
随着通信技术的蓬勃发展，窃听技术和手段也不断提升，从最初的电话窃听、微型录音机窃听到激光窃听，使得信息拥有者防不胜防。为了解决音频被窃听的问题，本领域的技术人员开发了噪声发生器，通过噪声发生器产生的噪声去掩蔽声音信号，对声音信号起到干扰作用。
人类发出的语音会产生各种各样的声音频率，这些声音的频率及强度因人而异。语音频率分布在100Hz到6000Hz内，其中可大部分被识别的语音分布在300Hz到3400Hz之间。人发出的语音频率尽管有高有低，但理解和重现语音只在于很小的一个频率范围。如果声音保护系统产生的噪声频率在可被识别语音的频率范围之内，就起到了干扰有效声音信号的作用。但公知的噪声发生器，有的仅能够产生真随机噪声信号，但不能够对噪声谱进行整形，使其能量比较分散，不能为讲话人语音提供一个有效的保护。
发明内容
为此，本实用新型针对目前噪声发生器不能为讲话人提供有效保护的缺陷，提供了一种能够为讲话人提供更好、更有效保护的音频噪声发生器。
本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型音频噪声发生器，其包括：
白噪声发生器，用于产生白噪声信号；
粉噪声发生器，用于产生粉红噪声信号；
噪声合成电路，输入端连接所述白噪声发生器和粉红噪声发生器，经运算后输出合成噪声信号；以及
功率放大电路，所述噪声合成电路输出连接有该功率放大电路后输出干扰信号。
依据本实用新型技术方案的音频噪声发生器通过把白噪声和粉红噪声通过噪声合成电路进行合成的方式已获得需要的噪声信号，能够匹配讲话人的声音，从而可以为讲话人提供更好、更有效的保护。
依据本方案产生的干扰信号可以有效地掩盖有效声音信号，使得窃听者得到的信号是嘈杂的噪声信号，无法获取有效的语音信息，从根源上阻断了窃听的渠道
白噪声叠加粉红噪声在原理上比较简单，使本方案的复杂程度也很低，设计制造成本也不高。
上述音频噪声发生器，所述白噪声发生器经第一放大电路与所述噪声合成电路连接；所述粉噪声发生器经第二放大电路与所述噪声合成电路连接。
上述音频噪声发生器，还包括对所述第一放大电路和第二放大电路以及所述噪声合成电路幅值输出控制的幅值调整电路。
上述音频噪声发生器，在所述噪声合成电路和功率放大电路间还设有滤波电路。
上述音频噪声发生器，所述白噪声发生器的产生单元是三极管反向极化电路。
上述音频噪声发生器，所述粉噪声发生器主要由所述三极管反向极化电路及该三极管反向极化电路输出连接的均衡器组成。
上述音频噪声发生器，所述噪声合成电路为连接所述白噪声发生器和粉噪声发生器的反向加法合成器。
上述音频噪声发生器，所述功率放大电路的核心是音频放大电路。
上述音频噪声发生器，所述功率放大电路还包括为所述音频放大电路提供稳定电压的滤波电路，且所述音频放大电路配有同相输入端偏置电阻R14。
上述音频噪声发生器，所述功率放大电路还包括与所述音频放大电路连接并与负载组成茹贝网络的电阻R16和电容C10。。
附图说明
下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，使本领域的技术人员更好的理解本实用新型，其中：
图1为本实用新型音频噪声发生器的结构框图。
图2为噪声发生电路的原理图。
图3为噪声合成电路的原理图。
图4为功率放大电路的原理图。
图中：1、白噪声产生放大电路，2、粉噪声产生放大电路，3、噪声合成电路，4、滤波电路，5、功率放大电路，6、幅值调整按钮。
具体实施方式
参照说明附图1，其示出了一种一种音频噪声发生器，其包括：
白噪声发生器，用于产生白噪声信号；
粉噪声发生器，用于产生粉红噪声信号；
噪声合成电路，输入端连接所述白噪声发生器和粉红噪声发生器，经运算后输出合成噪声信号；以及
功率放大电路，所述噪声合成电路输出连接有该功率放大电路后输出干扰信号。
白噪声是指在较宽的频率范围内，各等带宽的频带所含的噪声能量相等的噪声，一般使用稳压二极管作噪声源，能在一定频率范围内产生白噪声的设备。粉红噪音，又叫粉噪声，可以以白噪声发生器为基础产生粉红噪声，也可以独立设计粉红噪声发生器，粉红噪声是自然界最常见的噪音，简单说来，粉红噪音的频率分量功率主要分布在中低频段。从波形角度看，粉红噪音是分形的，在一定的范围内音频数据具有相同或类似的能量。从功率（能量）的角度来看，粉红噪音的能量从低频向高频不断衰减，曲线为1/f，通常为每8度下降3分贝。粉红噪音是最常用于进行声学测试的声音。
参考说明书附图1，所述白噪声发生器经第一放大电路与所述噪声合成电路连接，形成白噪声产生放大电路1；所述粉噪声发生器经第二放大电路与所述噪声合成电路连接，形成粉噪声产生放大电路2，从而，将弱信号进行放大，减少干扰的影响，同时，提高噪声信号的可调整性。
因此，进一步地，还包括对所述第一放大电路和第二放大电路以及所述噪声合成电路幅值输出控制的幅值调整电路，通过幅值调整对噪声谱整形和调整噪声信号的幅值，以获得所需要的噪声信号。参考说明书附图2，图中TL072芯片是双通道的运算放大器，其主要的作用是将三极管产生的微弱的噪声信号进行放大。图中的U1、U4、 R3、 R4、 R5、 R6组成白噪声放大电路。
进一步地，在所述噪声合成电路和功率放大电路间还设有滤波电路，主要用来消除干扰信号和音频范围内的信号，使噪声信号尽可能的都在音频范围内，从而可以更好的、更有效地对讲话人形成保护。
参考说明书附图2，所述白噪声发生器的产生单元是三极管反向极化电路，附图2的左边利用三极管2N3904反向极化的基极-集电极结齐纳击穿时发射极-基极间的反向击穿电压的统计起伏所包含的散粒噪声来产生真实的白噪声信号。其中三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2组成噪声发生电路。
为了简化电路结构，所述粉噪声发生器主要由所述三极管反向极化电路及该三极管反向极化电路输出连接的均衡器组成。参考说明书附图2，图中的电阻R9、 R10、 R11、 R12和电容 C2、 C3、 C4与TL072芯片中一个运放组合成一个均衡器，白噪声通过该均衡器后产生粉红噪声输出。
参考说明书附图3，所述噪声合成电路为连接所述白噪声发生器和粉噪声发生器的反向加法合成器。图中，该部分电路的主要作用是将粉噪声和白噪声合成一路噪声信号输出。合成电路的工作原理如下：粉红噪声PINK-NOISE和白噪声WHITE-NOISE通过电阻R19、R18连接到运放HA17741中和电阻R20、R21、R22一块组成反向加法合成器，将两路信号合成叠加在一起。
所述功率放大电路的核心是音频放大电路，结构简单，且是一种相对成熟的产品，效果比较好。
参考说明书附图4所示的功率放大电路，该部分电路的主要作用是将合成的噪声信号进行功率放大输出。该功率放大电路的原理如下：滤波后的噪声信号输入到功放TDA2050中进行功率放大后输出。TDA2050是32W的HI-FI音频功放，最大输出电流5A.可以满足带多个负载的需求。电容C6、C9、C7、C11都是滤波电容，形成滤波电路，为TDA2050提供稳定的电压；R14是同相输入端偏置电阻，为功放提供偏置电压；R15、R16决定交流负反馈的强弱及闭环增益；C8起隔直作用，以使电路直流负反馈为100%，静态工作点稳定性好。R16和C10与负载组成茹贝网络，用以电路接负载时，保证输出频率的稳定性。
Claims (10)
1.一种音频噪声发生器，其特征在于其包括：
白噪声发生器，用于产生白噪声信号；
粉噪声发生器，用于产生粉红噪声信号；
噪声合成电路，输入端连接所述白噪声发生器和粉红噪声发生器，经运算后输出合成噪声信号；以及
功率放大电路，所述噪声合成电路输出连接有该功率放大电路后输出干扰信号。
2.根据权利要求1所述的音频噪声发生器，其特征在于：所述白噪声发生器经第一放大电路与所述噪声合成电路连接；所述粉噪声发生器经第二放大电路与所述噪声合成电路连接。
3.根据权利要求2所述的音频噪声发生器，其特征在于：还包括对所述第一放大电路和第二放大电路以及所述噪声合成电路幅值输出控制的幅值调整电路。
4.根据权利要求1至3任一所述音频噪声发生器，其特征在于：在所述噪声合成电路和功率放大电路间还设有滤波电路。
5.根据权利要求4所述的音频噪声发生器，其特征在于：所述白噪声发生器的产生单元是三极管反向极化电路。
6.根据权利要求5所述的音频噪声发生器，其特征在于：所述粉噪声发生器主要由所述三极管反向极化电路及该三极管反向极化电路输出连接的均衡器组成。
7.根据权利要求4所述的音频噪声发生器，其特征在于：所述噪声合成电路为连接所述白噪声发生器和粉噪声发生器的反向加法合成器。
8.根据权利要求4所述的音频噪声发生器，其特征在于：所述功率放大电路的核心是音频放大电路。
9.根据权利要求8所述的音频噪声发生器，其特征在于：所述功率放大电路还包括为所述音频放大电路提供稳定电压的滤波电路，且所述音频放大电路配有同相输入端偏置电阻R14。
10.根据权利要求8所述的音频噪声发生器，其特征在于：所述功率放大电路还包括与所述音频放大电路连接并与负载组成茹贝网络的电阻R16和电容C10。
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