之前已經(jīng)為大家介紹過(guò)很多種沒(méi)的晶體振蕩器電路,主要的幾種電路都進(jìn)行過(guò)剖析,但是Oscillator本身就是一種比較復(fù)雜的電子元件,電路設(shè)計(jì)每個(gè)廠家都不一定相同.有一種叫做閃爍噪聲發(fā)生器的晶振電路,相信很少人聽(tīng)說(shuō)過(guò),閃爍噪聲發(fā)生器也叫做粉紅噪聲.可以使頻率范圍延伸到幾赫茲甚至更低的白噪聲發(fā)生器變得十分復(fù)雜,半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的噪聲總是帶有特征性的粉紅噪聲,即其輸出功率密度幅值隨頻率降低而升高,轉(zhuǎn)折頻率為幾十赫茲到幾千赫茲.高阻值的電阻會(huì)產(chǎn)生帶有自身閃爍噪聲分量的噪聲,噪聲分量的值和特性隨電阻制造技術(shù)的不同而發(fā)生變化.
電路如圖1所示.圖1是由,”閃爍噪聲過(guò)程的高效數(shù)字和模擬建模”中描述的閃爍噪聲發(fā)生器的實(shí)現(xiàn).所示的值將使電路產(chǎn)生1/f噪聲坡度從低于一赫茲到超過(guò)四千赫茲.石英晶體振蕩器電路采用TLC2272運(yùn)算放大器,但其他高阻抗,低噪聲運(yùn)算放大器也可以工作.放大器必須具有低噪聲電流,因?yàn)槭褂脴O高電阻值的電阻產(chǎn)生50nV的白噪聲.
選擇噪聲電壓小于15nV/根-Hz且噪聲電流小于0.1pA/root-Hz的運(yùn)算放大器,這些都可以通過(guò)幾個(gè)現(xiàn)代運(yùn)算放大器輕松獲得.電容值與參考文獻(xiàn)中的計(jì)算值略有不同,以簡(jiǎn)化石英晶振結(jié)構(gòu),電路包括允許使用極化電解電容的偏壓.應(yīng)仔細(xì)選擇電解電容器,因?yàn)樵S多鋁電解電容器的容差很小.

圖1:閃爍噪聲發(fā)生器

與采用齊納二極管,反向偏置晶體管和其他噪聲器件的電路不同,貼片晶振電路提供可預(yù)測(cè)且可重復(fù)的輸出電平.通過(guò)100uF電容以與第二個(gè)類似的方式輸出第一個(gè)運(yùn)算放大器的輸出將產(chǎn)生一個(gè)方便的,精確的5uV/root-Hz白噪聲,覆蓋音頻頻段,將作為校準(zhǔn)音頻噪聲測(cè)量的優(yōu)秀來(lái)源.為了將此電容偏置在大約+2.5伏特,您可能希望從+5VDC向第一個(gè)運(yùn)算放大器的正輸入增加大約30兆歐.
如果使用鉭電容器,則不需要偏置,因?yàn)殂g可以承受零偏置.(僅供參考:使用鉭電容器,即使很小的反向偏置電壓也可達(dá)到額定值的10％左右.可以添加求和放大器以將第一運(yùn)算放大器的輸出處的白噪聲與輸出處的閃爍噪聲組合以模擬各種噪聲設(shè)備和系統(tǒng).求和晶振放大器的兩個(gè)輸入將允許白色和閃爍分量的獨(dú)立調(diào)整.

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