RU201125U1 - NOISE SIGNAL FORMER - Google Patents

NOISE SIGNAL FORMER Download PDF

Info

Publication number
RU201125U1
RU201125U1 RU2020128801U RU2020128801U RU201125U1 RU 201125 U1 RU201125 U1 RU 201125U1 RU 2020128801 U RU2020128801 U RU 2020128801U RU 2020128801 U RU2020128801 U RU 2020128801U RU 201125 U1 RU201125 U1 RU 201125U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
resistor
transistor
zener diode
capacitor
Prior art date
Application number
RU2020128801U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Андреевич Землянухин
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет» filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет»
Priority to RU2020128801U priority Critical patent/RU201125U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU201125U1 publication Critical patent/RU201125U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B29/00—Generation of noise currents and voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к технике формирования радиосигналов. Технический результат заключается в формировании шумового сигнала с равномерной спектральной плотностью мощности шума в широком диапазоне частот. Это достигается тем, что в формирователь шумового сигнала дополнительно введены источник тока и катушка индуктивности, где первые выводы третьего и четвертого резисторов и первый вывод катушки индуктивности соединены с общей шиной, второй вывод третьего резистора подключен к узлу соединения катода стабилитрона и базы первого транзистора, второй вывод катушки индуктивности соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод четвертого резистора и база второго транзистора подключены к узлу соединения первых выводов второго резистора и конденсатора, второй вывод конденсатора и второй вывод источника тока соединены с шиной источника отрицательного напряжения питания, эмиттеры первого и второго транзисторов и первый вывод источника тока соединены между собой. 2 ил.The utility model relates to the technique of forming radio signals. The technical result consists in the formation of a noise signal with a uniform spectral density of the noise power in a wide frequency range. This is achieved by the fact that a current source and an inductance coil are additionally introduced into the noise signal generator, where the first terminals of the third and fourth resistors and the first terminal of the inductor are connected to a common bus, the second terminal of the third resistor is connected to the junction of the zener diode cathode and the base of the first transistor, the second the inductor terminal is connected to the first terminal of the first resistor, the second terminal of the fourth resistor and the base of the second transistor are connected to the junction of the first terminals of the second resistor and the capacitor, the second terminal of the capacitor and the second terminal of the current source are connected to the negative supply voltage bus, the emitters of the first and second transistors and the first terminal of the current source are connected to each other. 2 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике формирования радиосигналов и может быть использована при разработке и модернизации генераторов шума для маскирования побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), излучаемых техническими средствами обработки информации; станций помех линиям радиосвязи.The proposed utility model relates to the technique of generating radio signals and can be used in the development and modernization of noise generators for masking spurious electromagnetic radiation and interference (PEMIN) emitted by technical means of information processing; stations jamming radio lines.

Известен генератор шума (Авторское свидетельство SU1123088 SU, МПК H03B 29/00, Гиннятуллин Ф.А., Марченко Ю.Ф., опубл. 07 ноября 1984 г, Бюл. № 41), в котором имеется транзисторный усилитель, шумовой диод, резистор, источник питания и два конденсатора. Анод шумового диода соединен с первыми выводами первого и второго конденсаторов и вторым выводом резистора. Первый вывод резистора подключен к выходу источника отрицательного напряжения питания, а катод шумового диода и второй вывод второго конденсатора соединены с общей шиной. Шумовой диод имеет обратное смещение. При подобном включении он формирует шумовое напряжение, которое через первый конденсатор подается на вход усилителя. На выходе усилителя появляется усиленный шумовой сигнал.Known noise generator (Inventor's certificate SU1123088 SU, IPC H03B 29/00, Ginnatullin F.A., Marchenko Yu.F., publ. 07 November 1984, bull. No. 41), which has a transistor amplifier, noise diode, resistor , power supply and two capacitors. The anode of the noise diode is connected to the first terminals of the first and second capacitors and the second terminal of the resistor. The first terminal of the resistor is connected to the output of the negative supply voltage, and the cathode of the noise diode and the second terminal of the second capacitor are connected to the common bus. The noise diode is reverse biased. When turned on like this, it generates a noise voltage, which is fed through the first capacitor to the input of the amplifier. An amplified noise signal appears at the output of the amplifier.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, является наличие шумового диода (стабилитрона), первого резистора и конденсатора.Signs of an analogue, coinciding with the features of the proposed technical solution, is the presence of a noise diode (zener diode), the first resistor and a capacitor.

К недостаткам аналога можно отнести следующее. Шумовой сигнал это – радиотехнический сигнал, имеющий большое число спектральных составляющих, расположенных в широком диапазоне частот. При анализе электронных устройств на переменном токе узлы (компоненты) цепи, через которые не проходит сигнальная составляющая, необходимо подключить к общей шине. К подобным элементам относится резистор, первый вывод которого при анализе на переменном токе необходимо подключить к общей шине. В этом случае можно видеть, что резистор и второй конденсатор включены параллельно, образуя фильтр нижних частот относительно шумового напряжения, формируемого шумовым диодом (стабилитроном). Это говорит о том, что данный фильтр нижних частот будет ограничивать верхнюю частоту работы генератора шума. Таким образом, это устройство не позволяет получить на выходе равномерную спектральную плотность мощности в широком диапазоне частот.The disadvantages of the analogue include the following. Noise signal is a radio engineering signal with a large number of spectral components located in a wide frequency range. When analyzing electronic devices with alternating current, the nodes (components) of the circuit through which the signal component does not pass must be connected to a common bus. Such elements include a resistor, the first output of which must be connected to the common bus when analyzing on alternating current. In this case, you can see that the resistor and the second capacitor are connected in parallel, forming a low-pass filter with respect to the noise voltage generated by the noise diode (zener diode). This suggests that this low-pass filter will limit the high frequency of the noise generator. Thus, this device does not provide a uniform power spectral density at the output over a wide frequency range.

Известно устройство генератора шума (Широкополосный генератор шума. - URL:http://radio-uchebnik.ru/shem/18-pribory-i-izmereniya/987-shirokopolosnyj-generator-shuma. Дата обращения 05.05.2020). Широкополосный генератор шума включает биполярный транзистор n-p-n-типа, стабилитрон, первый и второй резисторы, первый и второй конденсаторы, катушку индуктивности. База транзистора соединена с общей шиной. Первый вывод катушки индуктивности соединен с шиной источника положительного напряжения питания. Второй вывод катушки индуктивности соединен с первым выводом первого резистора. Второй вывод первого резистора соединен с коллектором транзистора. Этот узел соединения является выходом устройства. Эмиттер транзистора соединен с катодом стабилитрона. Анод стабилитрона соединен с первыми выводами второго резистора, первого и второго конденсаторов. Вторые выводы второго резистора, первого и второго конденсаторов соединены с шиной источника отрицательного напряжения питания. Стабилитрон является источником шумового напряжения.Known device noise generator (Broadband noise generator. - URL: http: //radio-uchebnik.ru/shem/18-pribory-i-izmereniya/987-shirokopolosnyj-generator-shuma. Retrieved 05.05.2020). The broadband noise generator includes an NPN bipolar transistor, a zener diode, first and second resistors, first and second capacitors, and an inductor. The base of the transistor is connected to a common bus. The first terminal of the inductor is connected to the bus of the positive supply voltage source. The second terminal of the inductor is connected to the first terminal of the first resistor. The second terminal of the first resistor is connected to the collector of the transistor. This connection node is the output of the device. The emitter of the transistor is connected to the cathode of the zener diode. The anode of the zener diode is connected to the first terminals of the second resistor, first and second capacitors. The second terminals of the second resistor, the first and second capacitors are connected to the negative supply voltage bus. Zener diode is a source of noise voltage.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, является наличие биполярного транзистора, стабилитрона, катушки индуктивности, первого и второго резисторов, конденсатора, где первый вывод катушки индуктивности соединен с шиной источника положительного напряжения питания, второй вывод катушки индуктивности соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод первого резистора соединен с коллектором транзистора. Этот узел соединения является выходом устройства. Первые выводы второго резистора и конденсатора соединены между собой. Вторые выводы второго резистора и конденсатора соединены между собой.Signs of an analogue, coinciding with the features of the proposed technical solution, is the presence of a bipolar transistor, a zener diode, an inductor, a first and second resistors, a capacitor, where the first terminal of the inductor is connected to the bus of the positive supply voltage, the second terminal of the inductor is connected to the first terminal of the first resistor , the second terminal of the first resistor is connected to the collector of the transistor. This connection node is the output of the device. The first terminals of the second resistor and capacitor are connected together. The second terminals of the second resistor and capacitor are connected together.

К недостаткам аналога следует отнести следующее.The disadvantages of the analogue include the following.

Усилительный каскад, построенный с использованием биполярного транзистора, где транзистор включен по схеме с общей базой, обеспечивает усиление шумового напряжения, формируемого стабилитроном, имеющем обратное включение. Для нормальной работы усилительного каскада в широком частотном диапазоне необходимо, чтобы постоянный ток, протекающий между коллектором и эмиттером транзистора, имел бы достаточно большое значение (типовое значение для маломощных транзисторов 5 … 10 мА). Стабилитрон же формирует качественное шумовое напряжение, когда ток, протекающий через него, по величине несколько меньше минимального тока стабилизации

Figure 00000001
(для маломощных стабилитроной
Figure 00000002
). В аналоге ток, протекающий через стабилитрон, будет равен току, протекающему через транзистор. Это приведет к снижению уровня шумового напряжения, формируемого стабилитроном, и соответственно к снижению уровня шумового напряжения на выходе широкополосного генератора шума, что приводит к снижению спектральной плотности шума на выходе генератора шума..The amplifier stage, built using a bipolar transistor, where the transistor is connected in a common base circuit, provides amplification of the noise voltage generated by a reverse-connected zener diode. For normal operation of the amplifying stage in a wide frequency range, it is necessary that the direct current flowing between the collector and the emitter of the transistor be sufficiently large (typical value for low-power transistors 5 ... 10 mA). The zener diode forms a high-quality noise voltage when the current flowing through it is slightly less than the minimum stabilization current
Figure 00000001
(for low-power zener diodes
Figure 00000002
). In analog, the current flowing through the zener diode will be equal to the current flowing through the transistor. This will lead to a decrease in the level of noise voltage generated by the Zener diode and, accordingly, to a decrease in the level of noise voltage at the output of the broadband noise generator, which leads to a decrease in the spectral density of the noise at the output of the noise generator.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство радиомаскировки (Патент 2360365 RU, МПК H04K3/00, Иванов В.П. (РФ), Лебедев М.Н. (РФ), опубл. 27 июня 2009 г), в котором используется источник низкочастотного шума, построенный с использованием стабилитрона в качестве источника шумового напряжения. Здесь стабилитрон включен в обратном направлении, где анод соединен с шиной отрицательного напряжения питания, а катод соединен с базой первого биполярного транзистора n-p-n-типа. Первый транзистор использован для построения эмиттерного повторителя (транзистор включен по схеме с общим коллектором), где в эмиттерную цепь первого транзистора включен резистор, выполняющий роль нагрузочного элемента каскада. С эмиттера транзистора шумовой сигнал поступает на базу второго биполярного транзистора n-p-n-типа, который включен по схеме с общим эмиттером. Второй транзистор совместно с тремя резисторами и конденсатором образуют усилительный каскад. С коллектора второго транзистора усиленный шумовой сигнал через второй конденсатор передается на вход последующего усилительного каскада.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed one is a radio masking device (Patent 2360365 RU, IPC H04K3 / 00, V.P. Ivanov (RF), M.N. Lebedev (RF), publ. June 27, 2009), which uses a low frequency noise source built using a zener diode as a noise voltage source. Here the zener diode is turned on in the opposite direction, where the anode is connected to the negative supply voltage rail, and the cathode is connected to the base of the first n-p-n bipolar transistor. The first transistor is used to build an emitter follower (the transistor is connected according to a circuit with a common collector), where a resistor is connected to the emitter circuit of the first transistor, which acts as a load element of the stage. From the emitter of the transistor, the noise signal enters the base of the second bipolar n-p-n-type transistor, which is connected in a common emitter circuit. The second transistor, together with three resistors and a capacitor, form an amplifier stage. From the collector of the second transistor, the amplified noise signal is transmitted through the second capacitor to the input of the subsequent amplifier stage.

Признаками прототипа, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, является наличие первого и второго биполярных транзисторов n-p-n-типа, стабилитрона, первого, второго, третьего и четвертого резисторов и конденсатора, где катод стабилитрона соединен с базой первого транзистора, анод стабилитрона соединен с шиной источника отрицательного напряжения питания, коллектор первого транзистора соединен с общей шиной, второй вывод первого резистора соединен с коллектором второго транзистора. Этот узел соединения является выходом устройства. Первые выводы второго резистора и конденсатора соединены между собой. Второй вывод второго резистора соединен с шиной источника отрицательного напряжения питания.Signs of the prototype, coinciding with the features of the proposed technical solution, is the presence of the first and second bipolar NPN-type transistors, zener diode, first, second, third and fourth resistors and a capacitor, where the zener diode cathode is connected to the base of the first transistor, the zener diode anode is connected to the negative source bus supply voltage, the collector of the first transistor is connected to the common bus, the second terminal of the first resistor is connected to the collector of the second transistor. This connection node is the output of the device. The first terminals of the second resistor and capacitor are connected together. The second terminal of the second resistor is connected to the negative supply voltage bus.

Прототипу свойственны следующие недостатки.The prototype has the following disadvantages.

К недостаткам прототипа можно отнести следующее. Через стабилитрон протекает ток базы транзистора. Этот ток очень мал (100 … 200 мкА) в сравнении с минимальным током стабилизации стабилитрона (для маломощных стабилитронов

Figure 00000003
, что может приводить к срыву процесса формирования шумового напряжения, поскольку ток, протекающий через стабилитрон, должен быть немного меньше тока стабилизации стабилитрона для получения стабильного процесса генерации шумового напряжения, имеющего наибольшую амплитуду. Кроме того, в узле соединения катода стабилитрона и базы первого транзистора отсутствуют какие-либо резистивные цепи. В результате этого процесс рассасывания зарядов, накопленных в паразитных емкостях, приведенных к этому узлу, током базы транзистора будет достаточно протяженным по времени, что приводит к ухудшению частотных свойств (снижению верхней частоты работы) источника шумового напряжения. С выхода эмиттерного повторителя, построенного на первом транзисторе, шумовой сигнал подается на вход усилительного каскада. Здесь в качестве входа используется база второго транзистора, которыйв усилительном каскаде включен по схеме с общим эмиттером. При подобном включении транзистора сильно проявляется эффект Миллера (к базе транзистора приводится паразитная емкость p-n-перехода коллектор-база, увеличенная в h21э раз, где h21э - коэффициент усиления базового тока при включении транзистора с общим эмиттером, h21э>>1), что дополнительно существенно ухудшает частотные свойства (снижается верхняя частота работы) источника шумового сигнала. Таким образом прототип не позволяет сформировать шумовой сигнал, имеющий равномерную спектральную плотность мощности шума в широком диапазоне частот.The disadvantages of the prototype include the following. The base current of the transistor flows through the zener diode. This current is very small (100 ... 200 μA) in comparison with the minimum stabilization current of the zener diode (for low-power zener diodes
Figure 00000003
, which can lead to a disruption of the process of generating a noise voltage, since the current flowing through the zener diode must be slightly less than the stabilization current of the zener diode to obtain a stable process of generating a noise voltage with the highest amplitude. In addition, there are no resistive circuits in the junction of the zener diode cathode and the base of the first transistor. As a result of this, the process of resorption of charges accumulated in parasitic capacitances brought to this node by the current of the base of the transistor will be sufficiently long in time, which leads to a deterioration in the frequency properties (decrease in the upper frequency of operation) of the noise voltage source. From the output of the emitter follower built on the first transistor, the noise signal is fed to the input of the amplifying stage. Here, the base of the second transistor is used as an input, which in the amplifying stage is connected according to a common emitter circuit. When the transistor is turned on like this, the Miller effect is strongly manifested (the parasitic capacitance of the collector-base pn junction is brought to the base of the transistor, increased by a factor of h 21e , where h 21e is the gain of the base current when a transistor with a common emitter is turned on, h 21e >> 1), which additionally significantly degrades the frequency properties (the upper operating frequency decreases) of the noise signal source. Thus, the prototype does not allow generating a noise signal having a uniform noise power spectral density in a wide frequency range.

Технический результат формирователя шумового сигнала заключается в формировании шумового сигнала с равномерной спектральной плотностью мощности шума в широком диапазоне частот.The technical result of the noise signal shaper consists in the formation of a noise signal with a uniform spectral density of the noise power in a wide frequency range.

Доказательство наличия причинно-следственной связи между заявляемой совокупностью признаков и достигаемым техническим результатом приводится далее.Proof of the presence of a causal relationship between the claimed set of features and the achieved technical result is given below.

Для достижения технического результата в известное устройство дополнительно введены: источник тока и катушка индуктивности.To achieve the technical result, the known device additionally includes: a current source and an inductor.

Технический результат достигается тем, что в формирователь шумового сигнала, содержащий первый (1) и второй (2) биполярные транзисторы n-p-n-типа, стабилитрон (3), первый (4), второй (5), третий (6) и четвертый (7) резисторы и конденсатор (8), где катод стабилитрона (3) соединен с базой первого транзистора (1), анод стабилитрона (3) соединен с шиной источника отрицательного напряжения питания (13), коллектор первого транзистора (1) соединен с общей шиной (12), второй вывод первого резистора (4) соединен с коллектором второго транзистора (2). Этот узел соединения является выходом устройства (9). Первые выводы второго резистора (5) и конденсатора (8) соединены между собой, второй вывод второго резистора (5) соединен с шиной источника отрицательного напряжения питания (13), введены источник тока (10) и катушка индуктивности (11), причем первые выводы третьего (6) и четвертого (7)резисторов и первый вывод катушки индуктивности (11) соединены с общей шиной (12), второй вывод третьего резистора (6) подключен к узлу соединения катода стабилитрона (3) и базы первого транзистора (1), второй вывод катушки индуктивности (11) соединен с первым выводом первого резистора (4), второй вывод четвертого резистора (7) и база второго транзистора (2) подключены к узлу соединения первых выводов второго резистора (5) и конденсатора (8), второй вывод конденсатора (8) и второй вывод источника тока (10) соединены с шиной источника отрицательного напряжения питания (13), эмиттеры первого (1) и второго (2) транзисторов и первый вывод источника тока (10) соединены между собой.The technical result is achieved by the fact that a noise signal generator containing the first (1) and second (2) npn-type bipolar transistors, a zener diode (3), the first (4), the second (5), the third (6) and the fourth (7 ) resistors and a capacitor (8), where the cathode of the zener diode (3) is connected to the base of the first transistor (1), the anode of the zener diode (3) is connected to the negative supply voltage source bus (13), the collector of the first transistor (1) is connected to the common bus ( 12), the second terminal of the first resistor (4) is connected to the collector of the second transistor (2). This connection node is the output of the device (9). The first terminals of the second resistor (5) and the capacitor (8) are connected to each other, the second terminal of the second resistor (5) is connected to the bus of the negative supply voltage source (13), the current source (10) and the inductor (11) are introduced, and the first terminals the third (6) and fourth (7) resistors and the first terminal of the inductor (11) are connected to the common bus (12), the second terminal of the third resistor (6) is connected to the junction of the zener diode cathode (3) and the base of the first transistor (1), the second terminal of the inductor (11) is connected to the first terminal of the first resistor (4), the second terminal of the fourth resistor (7) and the base of the second transistor (2) are connected to the node connecting the first terminals of the second resistor (5) and the capacitor (8), the second terminal capacitor (8) and the second terminal of the current source (10) are connected to the bus of the negative supply voltage source (13), the emitters of the first (1) and second (2) transistors and the first terminal of the current source (10) are connected to each other.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами.The essence of the proposed device is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена схема электрическая принципиальная формирователя шумового сигнала.FIG. 1 shows an electrical schematic diagram of a noise signal shaper.

На фиг. 2 представлена диаграмма спектральной плотности амплитуд шума на выходе формирователя шумового сигнала.FIG. 2 shows a diagram of the spectral density of the noise amplitudes at the output of the noise signal shaper.

Диаграмма, представленная на фиг. 2, получена моделированием формирователя шумового сигнала с использованием программы схемотехнического моделирования Micro-Cap 9.The diagram shown in FIG. 2 was obtained by simulating a noise signal generator using the Micro-Cap 9 circuit simulation program.

Формирователь шумового сигнала содержит первый (1) и второй (2) биполярные транзисторы n-p-n-типа, стабилитрон (3), первый (4), второй (5), третий (6) и четвертый (7) резисторы, конденсатор (8), источник тока (10) и катушку индуктивности (11), первые выводы третьего (6) и четвертого (7) резисторов, первого вывода катушки индуктивности (11) и коллектора первого транзистора (1) соединены с общей шиной, второй вывод третьего резистора (6), катода стабилитрона (3) и базы первого транзистора (1) соединены между собой, второй вывод катушки индуктивности (11) соединен с первым выводом первого резистора (4), второй вывод первого резистора (4) и коллектор второго транзистора (2) соединены между собой, этот узел соединения является выходом устройства (9), второй вывод четвертого резистора (7), первый вывод второго резистора (2) и первый вывод конденсатора (8) соединены с базой второго транзистора (2), эмиттеры первого (1) и второго (2) транзисторов соединены с первым выводом источника тока (10), анод стабилитрона (3), второй вывод источника тока (10), второй вывод второго резистора (5) и второй вывод конденсатора (8) соединены с шиной источника отрицательного напряжения питания (13).The noise generator contains the first (1) and the second (2) NPN bipolar transistors, a zener diode (3), the first (4), the second (5), the third (6) and fourth (7) resistors, a capacitor (8), a current source (10) and an inductor (11), the first terminals of the third (6) and fourth (7) resistors, the first terminal of the inductor (11) and the collector of the first transistor (1) are connected to a common bus, the second terminal of the third resistor (6 ), the cathode of the zener diode (3) and the base of the first transistor (1) are connected to each other, the second terminal of the inductor (11) is connected to the first terminal of the first resistor (4), the second terminal of the first resistor (4) and the collector of the second transistor (2) are connected among themselves, this connection node is the output of the device (9), the second terminal of the fourth resistor (7), the first terminal of the second resistor (2) and the first terminal of the capacitor (8) are connected to the base of the second transistor (2), the emitters of the first (1) and the second (2) transistors are connected to the first terminal of the current source (10), the anode of the zener diode (3), the second terminal of the current source (10), the second terminal of the second resistor (5) and the second terminal of the capacitor (8) are connected to the negative supply voltage source bus (13).

Работает формирователь шумового сигнала следующим образом.The shaper of the noise signal works as follows.

На постоянном токе через третий резистор (6) протекает ток, представляющий собой сумму токов, протекающих через стабилитрон (3), где ток меньше минимального тока стабилизации стабилитрона (3), и базу первого транзистора (1). Стабилитрон (3) имеет обратное смещение. Ток, протекающий через него, обеспечит постоянное напряжение, которое падает на нем, и близкое к минимальному напряжению стабилизации стабилитроном (3). При токе меньшем минимального тока стабилизации стабилитрона (3) будет происходить процесс генерации шумового напряжения, которое будет прикладываться к базе первого транзистора (1) относительно постоянного напряжения, падающего на стабилитроне (3). Резистивный делитель постоянного напряжения источника питания, выполненный с использованием второго (5) и четвертого (7) резисторов, обеспечивает на базе второго транзистора (2) постоянное напряжение, равное напряжению, падающему на стабилитроне. В этом случае ток источника тока (10) будет делиться поровну между токами, протекающими между коллекторами и эмиттерами первого (1) и второго (2) транзисторов.At a constant current, a current flows through the third resistor (6), which is the sum of the currents flowing through the zener diode (3), where the current is less than the minimum stabilization current of the zener diode (3), and the base of the first transistor (1). Zener diode (3) is reverse biased. The current flowing through it will provide a constant voltage that drops across it, and close to the minimum stabilization voltage of the Zener diode (3). At a current less than the minimum stabilization current of the zener diode (3), the process of generating a noise voltage will occur, which will be applied to the base of the first transistor (1) with respect to the constant voltage falling across the zener diode (3). The resistor divider of the constant voltage of the power supply, made using the second (5) and fourth (7) resistors, provides on the base of the second transistor (2) a constant voltage equal to the voltage falling across the zener diode. In this case, the current of the current source (10) will be divided equally between the currents flowing between the collectors and emitters of the first (1) and second (2) transistors.

Первый транзистор (1) включен по схеме с общим коллектором, а второй транзистор (2) включен по схеме с общей базой. Это позволяет исключить влияние эффекта Миллера на частотные свойства формирователя шумового сигнала.The first transistor (1) is connected according to a common collector circuit, and the second transistor (2) is connected according to a common base circuit. This eliminates the influence of the Miller effect on the frequency properties of the noise signal shaper.

Положительные полуволны шумового напряжения, генерируемого стабилитроном (3), прикладываемые к базе первого транзистора (1) относительно постоянного напряжения, падающем на стабилитроне (3), обеспечат снижение доли тока второго транзистора (2), а отрицательные полуволны шумового напряжения стабилитрона (3) обеспечат увеличение доли тока второго транзистора (2). Ток коллектора второго транзистора (2), протекая через элемент нагрузки, представляющей собой последовательное соединение первого резистора (4) и катушки индуктивности, обеспечит формирование усиленного шумового сигнала на выходе (9) формирователя шумового сигнала. Positive half-waves of the noise voltage generated by the zener diode (3) applied to the base of the first transistor (1) relative to the constant voltage falling across the zener diode (3) will reduce the current fraction of the second transistor (2), and negative half-waves of the noise voltage of the zener diode (3) will provide an increase in the share of the current of the second transistor (2). The collector current of the second transistor (2), flowing through the load element, which is a series connection of the first resistor (4) and the inductor, will provide an amplified noise signal at the output (9) of the noise signal shaper.

Полное сопротивление катушки индуктивности (11) с ростом частоты сигнала увеличивается. Это позволяет повысить линейность амплитудно-частотной характеристики формирователя шумового сигнала в области высоких частот. Кроме того, конденсатор (8), за счет заряда, накопленного в нем, обеспечивает постоянство потенциала базы второго транзистора (2).The impedance of the inductor (11) increases with increasing signal frequency. This improves the linearity of the amplitude-frequency response of the noise signal shaper in the high-frequency region. In addition, the capacitor (8), due to the charge accumulated in it, ensures the constancy of the base potential of the second transistor (2).

Таким образом, предлагаемая полезная модель формирователя шумового сигнала позволяет обеспечить равномерную спектральную плотность мощности шума в широком диапазоне частот.Thus, the proposed useful model of the noise signal shaper makes it possible to provide a uniform spectral density of the noise power in a wide frequency range.

Claims (1)

Формирователь шумового сигнала, содержащий первый и второй биполярные транзисторы n-p-n-типа, стабилитрон, первый, второй, третий и четвертый резисторы и конденсатор, где катод стабилитрона соединен с базой первого транзистора, анод стабилитрона соединен с шиной источника отрицательного напряжения питания, коллектор первого транзистора соединен с общей шиной, второй вывод первого резистора соединен с коллектором второго транзистора, этот узел соединения является выходом устройства, первые выводы второго резистора и конденсатора соединены между собой, второй вывод второго резистора соединен с шиной источника отрицательного напряжения питания, отличающийся тем, что дополнительно введены источник тока и катушка индуктивности, причем первые выводы третьего и четвертого резисторов и первый вывод катушки индуктивности соединены с общей шиной, второй вывод третьего резистора подключен к узлу соединения катода стабилитрона и базы первого транзистора, второй вывод катушки индуктивности соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод четвертого резистора и база второго транзистора подключены к узлу соединения первых выводов второго резистора и конденсатора, второй вывод конденсатора и второй вывод источника тока соединены с шиной источника отрицательного напряжения питания, эмиттеры первого и второго транзисторов и первый вывод источника тока соединены между собой.A noise generator containing the first and second bipolar NPN transistors, a zener diode, the first, second, third and fourth resistors and a capacitor, where the zener diode cathode is connected to the base of the first transistor, the zener diode anode is connected to the negative supply voltage source bus, the collector of the first transistor is connected with a common bus, the second terminal of the first resistor is connected to the collector of the second transistor, this connection node is the output of the device, the first terminals of the second resistor and the capacitor are connected to each other, the second terminal of the second resistor is connected to the bus of the negative supply voltage, characterized in that the source is additionally introduced current and inductance coil, and the first terminals of the third and fourth resistors and the first terminal of the inductor are connected to the common bus, the second terminal of the third resistor is connected to the junction of the Zener diode cathode and the base of the first transistor, the second terminal of the inductor is connected with the first terminal of the first resistor, the second terminal of the fourth resistor and the base of the second transistor are connected to the node connecting the first terminals of the second resistor and the capacitor, the second terminal of the capacitor and the second terminal of the current source are connected to the bus of the negative supply voltage, the emitters of the first and second transistors and the first terminal of the source current are interconnected.
RU2020128801U 2020-08-31 2020-08-31 NOISE SIGNAL FORMER RU201125U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020128801U RU201125U1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 NOISE SIGNAL FORMER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020128801U RU201125U1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 NOISE SIGNAL FORMER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU201125U1 true RU201125U1 (en) 2020-11-27

Family

ID=73549079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020128801U RU201125U1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 NOISE SIGNAL FORMER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU201125U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2030830C1 (en) * 1990-05-31 1995-03-10 Киевский университет им.Т.Шевченко Noise generator
EP1463199A1 (en) * 2003-03-26 2004-09-29 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Noise generator
RU2360365C1 (en) * 2008-03-25 2009-06-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Специальное Конструкторское Бюро Института Радиотехники И Электроники Российской Академии Наук Radio camouflage device
RU193698U1 (en) * 2019-04-30 2019-11-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) NOISE SIGNAL SHAPER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2030830C1 (en) * 1990-05-31 1995-03-10 Киевский университет им.Т.Шевченко Noise generator
EP1463199A1 (en) * 2003-03-26 2004-09-29 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Noise generator
RU2360365C1 (en) * 2008-03-25 2009-06-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Специальное Конструкторское Бюро Института Радиотехники И Электроники Российской Академии Наук Radio camouflage device
RU193698U1 (en) * 2019-04-30 2019-11-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) NOISE SIGNAL SHAPER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930007292B1 (en) Wideband amplifier
Minaei et al. Current‐mode electronically tunable universal filter using only plus‐type current controlled conveyors and grounded capacitors
JPH053166B2 (en)
RU201125U1 (en) NOISE SIGNAL FORMER
Jerabek et al. Simple resistor-less generator utilizing z-copy controlled gain voltage differencing current conveyor for PWM generation
EP0853379A1 (en) Low noise amplifier
RU203724U1 (en) NOISE SIGNAL FORMER
CN101223689A (en) Variable gain amplifier and AC power supply device using the same
Voorman et al. An electronic gyrator
Sirat et al. Design Guidelines for Shield-Less PCB-Based Rogowski Coil Sensors With Passive Offset Compensation for Switching Current Measurement
RU169928U1 (en) HARMONIC FREQUENCY FREQUENCY Multiplier
NL8301763A (en) CIRCUIT WITH A HIGH INPUT IMPEDANCE VALUE, MORE ESPECIALLY USED AS A BUFFER CIRCUIT IN A SIGNAL OPERATION CIRCUIT.
JPS6184913A (en) High-pass circuit device
RU2390910C1 (en) Quick-acting buffer amplifier
RU205353U1 (en) MULTI-CHANNEL SOUND SIGNAL FORMER
US8269557B2 (en) Electronic amplifier
RU2321156C1 (en) Broadband amplifier
RU173469U1 (en) HARMONIC FREQUENCY FREQUENCY Multiplier
KR900008045B1 (en) Circuit for generating a deflection current
US5534813A (en) Anti-logarithmic converter with temperature compensation
US5973539A (en) Mixer circuit for mixing two signals having mutually different frequencies
RU2422981C1 (en) Differential ac amplifier
JPH0828625B2 (en) High slew rate and high bandwidth unity gain amplifier
RU182445U1 (en) HARMONIC FREQUENCY FREQUENCY Multiplier
RU21319U1 (en) PIEZOELECTRIC GENERATOR