Cómo generar un ruido blanco de alta frecuencia en un circuito

Answer 1

Se puede implementar un generador de ruido pseudoaleatorio con un codificador de 1 bit. El ruido se extiende uniformemente sobre el ancho de banda de Nyquist.

Este es un ejemplo de codificador utilizado en la recomendación ITU-T V.34.

Implementa el polinomio.

[matemáticas] 1 + x ^ {- 18} + x ^ {- 23} [/ matemáticas]

Produce una secuencia de longitud [matemática] 2 ^ {23} -1 [/ matemática] luego se repetirá.

El codificador consta de un registro de desplazamiento de 23 ubicaciones. Los dos sumadores se pueden implementar con dos puertas XOR. Como el diseño es muy simple, puede ejecutarse a frecuencias extremadamente altas.

Produce una salida de 1 bit, pero si necesita una señal de N bits, puede conectar la salida a un registro de desplazamiento con N FF y usar las salidas FF como una señal de N bits.

Si necesita una secuencia más larga, puede usar el siguiente polinomio:

[matemáticas] 1 + x ^ {- 28} + x ^ {- 31} [/ matemáticas]

La longitud de la secuencia es [matemática] 2 ^ {31} -1. [/ Matemática]

Answer 2

La respuesta depende en cierta medida del ancho de banda sobre el que necesita que el espectro de ruido sea plano. Si ese ancho de banda está en el rango de audio, o hasta unos pocos MHz, un enfoque a considerar es un enfoque digital que utiliza el llamado “generador de secuencia M” (puede buscarse en Google) que controla un convertidor digital a analógico seguido de Un filtro de paso bajo adecuado. Ese enfoque puede ser bastante práctico para anchos de banda en el rango de MHz múltiple. Una virtud del enfoque de la secuencia M es que sus “estadísticas” son completamente estables y predecibles (por así decirlo).
Para frecuencias mucho más altas, un enfoque alternativo implica comenzar con un diodo con polarización inversa de cierto tipo diseñado para producir ruido de “alta calidad” en este modo de operación, seguido de un amplificador de banda ancha si se necesita más potencia.
Un amplificador con una carga ficticia resistiva como terminación de entrada también tendrá, en principio, una salida de ruido “blanco” sobre la banda de operación del amplificador, pero la gran cantidad de amplificación involucrada en este enfoque lo hace más susceptible a varias fuentes de contaminación del espectro, como la captación de estaciones de TV ambientales, etc. En algunas aplicaciones, la carga ficticia de entrada se puede ejecutar a una temperatura elevada para aumentar su nivel de ruido de salida.

Answer 3

Maxim Integrated tiene un documento técnico que describe cómo:

Construyendo un generador de ruido blanco de bajo costo