На сдвиговых регистрах и схемах «исключающее ИЛИ» можно сделать устройство, известное как «Генератор псевдослучайных кодов». В зависимости от используемых выходов регистров, длина кодовой последовательности равна 2n-1. Если выходы сдвиговых регистров подключить к ЦАП, на выходе ЦАП будет сигнал, похожий на белый шум.
Спектральное распределение сигнала, генерируемого схемой, имеет плоский характер и может рассматриваться как белый шум. Правда, амплитудное распределение выходного сигнала предлагаемой схемы имеет равномерное распределение, а не гауссовское:
Выбор нужных выходов регистров сродни искусству. Желаемый результат можно получить с помощью множества комбинаций, но, в то же время, многие комбинации не дают хорошего спектра. Для этой схемы выводы подобрал Роберт Диксон, используя программу Spread Spectrum Systems. Кодовые последовательности подобного вида используются в технологиях расширения спектра и модуляции со скачкообразной перестройкой частоты.
Спектр выходного сигнала генератора, вычисленный с помощью БПФ:
Схема состоит из двух частей:
- 16-разрадного генератора последовательностей,
- цифро-аналогового преобразователя.
Тактовый генератор 100 кГц сделан на таймере 555.
U4A нужен для того, чтобы при включении питания в сдвиговый регистр записалось некоторое количество «1». Без этого через регистры будут постоянно циркулировать нули, и никакой псевдослучайной последовательности на выходах не будет.
К выходу ЦАП подключен фильтр низких частот с частотой среза 30 кГц, за счет которого эквивалентная полоса шумового сигнала получается равной 47 кГц. Размах выходного напряжения от –5 до + 5 В. Расширить динамический диапазон можно увеличением усиления операционного усилителя. Подняв тактовую частоту, и изменив, соответственно, полосу пропускания фильтра, можно увеличить ширину спектра сигнала. При этом необходимо учитывать ограничения по быстродействию ЦАП.
Регулировка размаха выходного сигнала состоит из двух этапов:
- Подстройка смещения: при всех «0» на шине данных, резистором R2 установите на выходе –5 В.
- Подстройка усиления: при всех «1» на шине данных, резистором R1 установите на выходе +4.9976 В.
