اتصال کوتاه

.

.

«نویز» یک سیگنال اغتشاشی است. چیزی مانند آن صدای «فش» که در باند اف.ام.، جایی که فرستنده‌ای وجود ندارد، از بلندگوی رادیوی اف.ام. شنیده می‌شود. مثال تصویری از نویز، «برفک» روی پرده‌ی تصویر تلویزیون در یک کانال خالی است.
نویزها هیچ سیگنال خاصی نیستند، بلکه مخلوطی تصادفی از فرکانس‌های بسیار مختلف با دامنه‌ها و تواترهای متفاوت هستند. بسته به مدل آماری ترکیب اجزای تشکیل‌دهنده‌ی یک نویز، آن را «نویز سفید»، «نویز صورتی» یا «نویز سرخ» نام‌گذاری کرده‌اند.
نویز سفید مدل آماری اجزای تشکیل‌دهنده‌ی یک نویز است و این مدل به گونه‌ای است که از توزیع توان الکترومغناطیسی به طور یک‌نواخت در همه‌ی فرکانس‌های تشکیل‌دهنده‌ی آن حکایت می‌کند. به عبارت دیگر این نویز «در سرتاسر طیف فرکانسی خود دارای تراکم یا چگالی یکنواختی» است.
نویز سفید به این علت «سفید» نامیده می‌شود که مانند نور سفید که آمیزه‌ای از همه‌ی طول موج‌های مرئی نور است، دربردارنده‌ی طیف وسیعی از فرکانس‌های مختلف است.
مولدهای نویز سفید بسته به نوع خود قادر به تولید نویز تا مرزهای فرکانسی معینی هستند و هیچ مولد نویزی قادر به تامین نویز در سرتاسر طیف الکترومغناطیسی نیست. به کمک فیلترها می‌توان فرکانس‌های مورد نظر را از طیف نویز سفید جدا کرد و بیرون کشید و مورد استفاده قرار داد.
پیش از این هم مداری برای تولید «نویز سفید» عرضه کرده بودیم و در آن‌ها در مورد نویز سفید و چگونگی و سودمندی آن نگاشته بودیم. حالا، یک بار دیگر مدار ساده‌ای از این دستگاه کمکی برای تنظیم و اندازه‌گیری ارایه می‌شود.

خیلی وقت پیش، یک موقعی لازم شد که فرکانس مرکزی و پهنای باند یک فیلتر 8 مگاهرتزی در یک مدار رادیویی را تنظیم کنم و چون نه تنها یک «اسپکتروم آنالایزر» نداشتم، بلکه حتی قیمت هفت رقمی آن به شکل واضح و مبرهنی خرید یک چنین دستگاهی را برای یک دوستدار الکترونیک ناممکن هم می‌نمود، تصمیم گرفتم راه‌حل جایگزینی پیدا کنم.

یک راه‌حل جایگزین ارزان‌تر، و البته نه به دقت یک اسپکتروم آنالایزر، این است که خروجی یک «مولّد نویز» را به ورودی فیلتر بدهیم و آن را برای دریافت بیشینه‌ی خروجی، تنظیم کنیم. یک مولد «نویز سفید» وسیله‌ی سودمندی در میان دستگاه‌های آزمایشگاهی ارزان‌قیمت است که من تصمیم گرفتم آن را بهتر بشناسم.

با مطالعه‌ی ادبیات الکترونیک دریافتم که دیودهای زینر منبع خوبی برای نویز هستند. آزمایش روی چند تایی زینر که در کشوی میز داشتم رضایت‌بخش نبود و به من نشان داد که دامنه‌ی نویز تولیدشده، حتی پس از تقویت، کم‌تر از آن است که عملاً قابل استفاده باشد.

یک جایگزین سودمند برای زینر، به‌کارگیری یک ترانزیستور به صورت «وارونه» است. همان طور که در شماتیک زیر دیده می‌شود، منبع نویز یک ترانزیستور BC549 است که دو ترانزیستور 2N3904 به عنوان تقویت‌کننده‌ی نویز به دنبال خود دارد.

ویژگی جالب این مدار در آن است که ترانزیستور 1 به صورت غلط بسته شده است. معمولاً پایه‌ی کلکتور یک ترانزیستور تیپ منفی (NPN) باید نسبت به امیتر آن مثبت یا مثبت‌تر باشد. اما زمانی کشف شد که بر اثر مونتاژ آن به این شکل، مقدار قابل‌توجهی «نویز سفید» پدیدار می‌شود. در حالی که اگر ترانزیستور در حالت طبیعی خود به کار گرفته شود، بروز چنین رفتاری از آن بسیار نامطلوب می‌بود، اما در آزمایش من مونتاژ نادرست ترانزیستور مرا به نتیجه‌ی مطلوب رساند و خیلی خوب توفانی از نویز تولید کرد!

.

.

وجود پتانسیومتر 1 برای تنظیم و به‌دست‌آوردن خروجیِ بیشینه، که روی کلکتور ترانزیستور 3 اندازه‌گیری می‌شود، لازم است. این اندازه‌گیری را می‌توان به این صورت ساده هم انجام داد که یک تکه سیم را به آنتن یک رادیو وصل کرد و نوک آن را در چند سانتی‌متری مدار مولد نویز قرار داد. اگر رادیو روی هر فرکانسی زیر 30 مگاهرتز تنظیم باشد، صدای نویز از بلندگوی آن پخش خواهد شد.

دامنه‌ی خروجی می‌تواند توسط پتانسیومتر 2 کم و زیاد شود. اندازه‌گیری‌های من نشان داد که دامنه‌ی نویز خروجی تا 30 مگاهرتز در حدود 5 ولت قله‌به‌قله قرار دارد، که این رقم نشان‌دهنده‌ی آن است که از این مدار تا محدوه‌ی وی‌اچ‌اف، یعنی تا 300 مگاهرتز، می‌توان استفاده کرد. البته، دامنه خروجی زیاد مدار ما این برتری را هم دارد که از عهده‌ی تغذیه‌ی مدارهای غیرفعال (پسیو) مانند «پل‌های فرکانس بالا» که در تعیین مشخصات آنتن‌ها و سنجش امپدانس مدارها به کار برده می‌شوند، به خوبی برمی‌آید.

استفاده از ترانزیستور BC549 الزامی نیست و انواع دیگر نیز به همان خوبی و چه بسا بهتر از این نوع در مدار بالا کار خواهند کرد. بهترین انتخاب را با امتحان ترانزیستورهای مختلف، با سعی و خطا، به دست خواهید آورد. ترانزیستورهای طبقات تقویت‌کننده نیز با هر نوع مشابهی قابل تعویض هستند. ولتاژ کار همه‌ی خازن‌ها 16 ولت به بالا است. پتانسیومتر 1 را می‌توانید، پس از این که مقدار اهمی مطلوب را به دست آوردید، با یک مقاومت ثابت با همان مقدار اهمی جایگزین کنید.

.

.

مطالب مرتبط:

یک مدار آنالوگ «مولد نویز سفید» با پهنای باند وسیع تا 300 مگاهرتز

.

.

.