Предлагаемый подход основан на использовании генератора псевдо-случайной последовательности
В качестве источника белого шума можно использовать случайный шум стабилитрона или обратно-смещенного перехода база-эмиттер. Недостатком этих методов является температурная чувствительность и сложность калибровки.
Предлагаемый альтернативный подход основан на использовании генератора псевдо-случайной последовательности. После фильтрации выходной сигнал содержит шум, равномерно распределенный по частотному диапазону. Распределение амплитуд шумовых составляющих подчиняется закону Гаусса. Стабильность амплитуды сигнала та же, что и у опорного источника.
Структурная схема источника шума показана на рисунке 1. Поскольку она очень простая, ее можно реализовать на одной программируемой системе на кристалле (PSOC).
Рис. 1. Структурная схема генератора псевдо-случайных последовательностей на основе сдвигового регистра с петлей обратной связиГенератор псевдо-случайных последовательностей (см. рис. 2) образован из сдвигового регистра, охваченного линейной обратной связью. Генератор вырабатывает последовательности длиной от 2 до 32 бит.
Рис. 2. Структура генератора псевдо-случайных последовательностейЦифровая последовательность преобразуется в аналоговый шум. Выходная последовательность повторяется через 2n-1 тактовых импульсов.
При частоте тактового сигнала 1,0 МГц, 16-разрядная последовательность повторяется каждые 65 мс.
Выходной цифровой сигнал может быть подключен напрямую ко входу встроенного ФНЧ. Таким образом, сигнал пропорционален напряжению питания. Угловая частота фильтра должна быть ниже на 5% тактовой частоты генератора случайной последовательности. Получается источник белого шума на полосе 20 кГц при частоте тактового сигнала 1,0 МГц.
На рисунке 3 показан спектр шумового сигнала. Шум показан красной кривой, фильтрованный сигнал – синим.
Рис. 3. Спектр отфильтрованного шумового сигналаИз практических соображений угловая частота фильтра должна быть в пределах 300 Гц – 120 кГц.
