W poprzednim numerze NO przedstawiliśmy źródło napięć stałych potrzebne do strojenia oscylatora VCO. Zanim jednak przystąpimy do jego budowy i zestrojenia – warto poćwiczyć na nieco prostszych układach. Dlatego dzisiaj zajmiemy się generatorem szumu.
Szum możemy generować korzystając z pewnych niepożądanych właściwości tranzystora, a konkretnie złącza baza-emiter. Jeśli złącze to spolaryzujemy zaporowo – czyli podłączymy napięcie odwrotnie niż w przypadku normalnej pracy tranzystora, przez złącze to będzie przepływał bardzo słaby prąd, jednak nie będzie on miał stałej wartości, tylko będzie zmieniał się losowo. Wartość tego prądu zależy od rodzaju tranzystora i jest największa w przypadku tanich tranzystorów małej mocy. Doskonale nadają się do naszych celów tranzystory BC557. Jeszcze lepiej jak uda się zdobyć tranzystor z lat 70-tych – na przykład tranzystor germanowy TG2 lub TG5. Elementy germanowe szumią znacznie lepiej, ze względu na skład izotopowy używanego w nich germanu – który powoduje że zjawiska cieplne mają bardzo duży wpływ na właściwości elektryczne1.
Ze względu na małą wartość tzw. prądu wstecznego złącza baza-emiter, opornik ograniczający prąd powinien mieć dość sporą wartość. Można tu poeksperymentować z konkretnym egzemplarzem tranzystora, ale wartość 100kΩ wydaje się dobra dla większości tranzystorów.
Z uzyskiwanego na złączu szumu musimy odfiltrować składową stałą a następnie go wzmocnić. Jako filtr górnoprzepustowy pracuje kondensator 1μF wraz z opornością wejściową wzmacniacza (około 1kΩ). Jako wzmacniacza, w prezentowanym układzie zastosowano wzmacniacz operacyjny pracujący w układzie wzmacniacza odwracającego. Jego wzmocnienie jest zależne od stosunku oporów dołączonych oporników i wynosi nieco ponad 2000 razy. Jeśli sygnał na wyjściu wzmacniacza będzie zbyt duży – należy zmniejszyć oporność opornika dołączonego między wyjście i wejście odwracające wzmacniacza. Jeśli będzie zbyt słaby – oporność tą należy zwiększyć.
Na wyjściu wzmacniacza otrzymujemy tzw. biały szum – czyli taki, w którym wszystkie częstotliwości składowe mają taką samą amplitudę. W zastosowaniach muzycznych często spotyka się także szum różowy – taki w którym energie są takie same. Szum taki możemy uzyskać stosując odpowiedni filtr zbudowany na wzmacniaczu operacyjnym.
Całość układu zmontowano na niewielkiej płytce drukowanej wyprowadzając na zewnątrz układu napięcie zasilania oraz wyjścia. Na płycie czołowej modułu umieszczono przełącznik rodzaju szumu.
Układ jest bardzo prosty, i jeśli nie pomyliliśmy się w montażu, powinien zadziałaś od razu. Regulacja ogranicza się do sprawdzenia i ewentualnej zmiany opornika 2,2MΩ na taki który zapewni na wyjściu układu amplitudę szumu wynoszącą kilka woltów.