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Circuito gerador de ruído branco e ruído rosa

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Neste post, discutimos como construir um circuito gerador de ruído branco simples que pode ser posteriormente filtrado para gerar a saída de ruído rosa.

Se você ouvir o ruído branco ou o ruído rosa, você o achará exatamente semelhante ao ruído que ouvimos em rádios FM na ausência de uma estação de rádio, ou em aparelhos de TV mostrando apenas raster, na condição sem sinal.

Mais informações sobre ruído rosa podem ser estudadas no seguinte artigo:

https://en.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

IMAGEM DE RUÍDO BRANCO
CIRCUITO GERADOR DE RUÍDO BRANCO E RUÍDO ROSA 7

O que é ruído

Um ruído é normalmente um elemento indesejado que pode piorar a eficiência de qualquer instrumento de medição. Portanto, pode parecer estranho que qualquer usuário exija a geração de tal ruído, no entanto, você pode achar isso bastante normal.

Os geradores de ruído estão frequentemente acostumados a introduzir ruído em amplificadores de radiofrequência para que o usuário possa diagnosticar a baixa eficiência do sinal do amplificador.

A geração de ruído também é útil para verificar sistemas de som e como um gerador de sinal aleatório ao introduzir efeitos sonoros semelhantes ao vento nas saídas de música. Você encontrará algumas características de gerador de ruído amplamente usadas, que são ‘ruído rosa’ e ‘ruído branco’.

O que é ruído branco

O ruído branco é chamado por esse nome porque possui intensidade de ruído idêntica em larguras de banda equivalentes em toda a faixa de frequência em questão. Portanto, por exemplo, uma fonte de ruído branco pode possuir energia igual dentro das faixas de frequência de 100 a 200 Hz até a faixa de 5.000 a 5.100 Hz.

Quando o ruído branco passa por um processo de filtragem ou modificação, é chamado de ruído colorido ou, geralmente para ser mais preciso, é chamado de ruído ‘rosa’ ou ‘cinza’.

O que é ruído rosa

A definição de ruído rosa é geralmente restrita à característica de ruído que inclui energia idêntica por alteração percentual na largura de banda. Por exemplo, quando um ruído rosa genuíno é considerado, a energia entre 100 Hz e 200 Hz deve ser idêntica àquela entre 5.000 Hz e 10.000 Hz (uma mudança de 100% em cada um dos cenários).

O ruído rosa como resultado parece possuir um alto grau de frequência de graves em comparação com o que o ruído branco pode ter.

Ouvir o ruído rosa pode parecer muito mais consistente e estável durante o processo de teste.

Para converter o ruído branco em ruído rosa, ele precisa passar por um processo de filtragem que faz com que seu nível de saída diminua em 3 dB por oitava ou em 10 dB por década, à medida que a frequência aumenta.

Como funciona o circuito

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CIRCUITO GERADOR DE RUÍDO BRANCO E RUÍDO ROSA 8

Referindo-se ao circuito gerador de ruído rosa acima, o transistor Q1 pode ser visto configurado como um diodo zener. A fiação típica da junção base-emissor pode ser vista com polarização reversa, o que entra em uma situação de quebra de zener em aproximadamente 7 a 8 volts.

A corrente de ruído zener Q1 passa para a base Q2, causando a geração de cerca de 150 milivolts de ruído branco na saída.

Esta configuração ‘zener’ não só funciona como uma fonte de ruído, mas também faz o trabalho de polarizar o Q2 de forma eficaz, e a saída de ruído do Q2 é aplicada diretamente à saída de ruído branco. Para poder transformar o ruído branco em rosa seria necessário passar por um processo de filtragem, que dá um corte de 3 dB por oitava à medida que a frequência aumenta.

Uma rede RC normal pode não ser apropriada para implementação como um estágio RC individual para obter um corte de 6 dB por oitava. Por esta razão, um circuito único de resistor Rs e capacitor Cs torna-se necessário para aproximar a inclinação pretendida de 3 dB por oitava.

Como este tipo de filtro é capaz de produzir um alto nível de atenuação do ruído, torna-se necessário um amplificador para restabelecer o nível de saída.

Por esta razão exata, o transistor Q3 é conectado como um amplificador com o filtro de ruído rosa ligado como uma rede de feedback através do coletor e da base.

Isso permite obter a qualidade necessária através do controle das características de ganho versus frequência do transistor. Desta forma, podemos obter o ruído rosa necessário da saída do transistor Q3, que é então fornecido ao soquete de saída indicado do circuito.

Usando um único transistor

Um simples gerador de ruído branco e rosa pode ser construído com a ajuda de um único transistor e um diodo Zener. O Zener de 10 volts serve como fonte de ruído e, além disso, estabiliza o nível de operação do transistor.

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CIRCUITO GERADOR DE RUÍDO BRANCO E RUÍDO ROSA 9

Colocar um capacitor C2 na posição indicada converterá a saída de ruído ‘branco’ em ruído ‘rosa’. Usando os componentes especificados e a entrada de alimentação, o nível de ruído branco da tensão de saída será em torno de 15V, e o nível de ruído rosa da tensão de saída em torno de 14,5 V. O transistor pode ser um BC547 ou qualquer outro transistor de sinal pequeno semelhante também pode funcionar bem .

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FONTE


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