Транзисторный генератор шума

[Alik]

Может кто работал когда с генераторами шума и порекомендует хорошую книгу чтобы разобраться в теории данного генератора.

Патент SU1693712
www.ee.bgu.ac.il/~kushnero/noise


Абстракт:
При включении питания в генераторе шума возбуждаются квазигармонические стартовые колебания. По мере нарастания амплитуды они сменяются колебаниями с автоограничением, в течение интервалов которого напряжение на катушке носит ярко выраженный импульсный характер. При выборе режима и параметров элементов генератора шума в соответствие с указанными ниже соотношениями колебания являются автостохастическими, что обусловлено инжекционной нелинейностью первого транзистора в течение интервалов его работы в активном режиме и величиной инкремента роста амплитуды стартовых колебаний при самовозбуждении.
Уровень инжекционной нелинейности первого транзистора определяется отношением Is/Ie, где Is - ток источника тока; Ie - значение эмиттерного тока первого транзистора, при котором коэффициент h21 принимает максимальное значение. При этом различным значениям тока Is соответствуют: при Is/Ie = (0,02...0,1) периодические колебания с частотой, определяемой выражением (1), при Is/Ie = (0,1...0,2) усложнение спектра колебаний из-за появления новых спектральных составляющих в результате последовательности бифуркаций удвоения периода, завершающейся переходом к автостохастическим колебаниям (механизм Фейгенбаума), при 2 > Is/Ie > 0,5 - значительное увеличение равномерности и полосы спектра генерируемых шумов в результате появления большого числа гармоник стартовой частоты и их взаимодействию с имеющимися автостохастическими колебаниями.

[G^a]

Здравствуйте!

Alik писал(а):

Может кто работал когда с генераторами шума и порекомендует хорошую книгу чтобы разобраться в теории данного генератора.

Чтобы разобраться в работе данного генератора, одной книги недостаточно . Как минимум Вам понадобится:

Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. -- 4-е изд. -- М.: Радио и
связь, 1986. -- 512с.

Кузнецов С.П. Динамический хаос. -- М.: Изд-во физ.-мат. лит., 2001. -- 296~с.

Кузнецов А.П., Кузнецов С.П., Рыскин Н.М. Нелинейные колебания. -- М.: Изд-во физ.-мат. лит., 2005. -- 292~с.

Баутин Н.Н., Леонтович М.А. Методы и приёмы качественного исследования
динамических систем на плоскости. -- 2-е изд., доп. -- М.: Наука, 1990. -- 488~с.

А также посмотрите работы следующих научно-исследовательских групп:

http://www.sgtnd.narod.ru/rus/index.htm

http://www.cplire.ru/rus/InformChaosLab/index.htm

Сильные группы по хаосу и нелинейным колебаниями и волнам есть также в Нижнем Новгороде, в ИПФ РАН:

http://www.iapras.ru/science.html

[Alik]

Спасибо.
По правде говоря давно не открывал Гоноровского - монументальное произведение.
Вообще-то больше хочется литературы из этой оперы, но схемотехнического жанра. Допустим широко известно, что стабилитрон является приличным источником шума. В этом патенте механизм его возникновения другой, а ссылка на прототип не доступна. Не совсем понятно также в какой полосе сосредоточен шум и чем она определяется (добротностью контура, параметрами транзисторов, напряжением питания, идеальностью источника тока). Насколько возможно применить в генераторе полупроводниковые аналоги индуктивности (гираторы) если требуется шуметь на очень низкой частоте

[G^a]

В продолжение!

Alik писал(а):

Вообще-то больше хочется литературы из этой оперы, но схемотехнического жанра.

В схемотехнике не объясняются физические и математические причины появления хаотических колебаний в автогенераторах. Почему я Вам посоветовал теоретические книги? Изучив теорию, Вы сможете создавать математические модели устройств. Изучая структуру модели, устройство её фазового портрета - Вы сможете понять откуда берётся хаос, от каких параметров генератора зависят его характеристики, и ещё массу полезных и нужных вещей. Более того, Вы сможете осознанно решать обратную задачу - синтез генераторов с заданными характеристиками. В качестве примера - генератор Анищенко-Астахова.

Alik писал(а):

Допустим широко известно, что стабилитрон является приличным источником шума. В этом патенте механизм его возникновения другой, а ссылка на прототип не доступна.

В стабилитроне можно реализовать два режима генерации шума, причём основной - за счёт участка ВАХ с отрицательным сопротивлением. Получающаяся нелинейная система обладает неустойчивостью (старший показатель Ляпунова - положительный) и колебания становятся хаотическими. В Вашем примере принцип тот же самый.

Alik писал(а):

Не совсем понятно также в какой полосе сосредоточен шум и чем она определяется (добротностью контура, параметрами транзисторов, напряжением питания, идеальностью источника тока).

Внимательно читайте файл: http://www.ee.bgu.ac.il/~kushnero/noise/SU1693712%20TRANSISTOR%20NOISE%20GENERATOR.pdf. А если требуется более глубокий анализ, то составляйте математическую модель генератора и исследуйте её: стройте фазовый портрет, смотрите как он изменяется (качественно) при варьировании параметров - это для изучения режимов и изучения устойчивости; стройте карту режимов на основе старшего показателя Ляпунова - это для поиска областей хаоса в пространстве параметров.

Alik писал(а):

Насколько возможно применить в генераторе полупроводниковые аналоги индуктивности (гираторы) если требуется шуметь на очень низкой частоте

В общем случае возможно, а конкретно - считать надо.

[PAV]

PAV:

Тема переносится из "Математики" в "Физику".

[Тать]

Как практик могу сказать: если нужно построить транзисторный генератор - возьмитесь строить усилитель. В большинстве случаев вместо усиления получается генерация и доведение усилителя до ума сводится к борьбе с ней.

Alik

Цитата:

Насколько возможно применить в генераторе полупроводниковые аналоги индуктивности (гираторы) если требуется шуметь на очень низкой частоте

Наверно на низких частотах? Шум - это как правило спектр частот. Нужное выделяется фильтром.
Гоноровский тут плохой помошник, если речь о схемотехнике. Лучше всего, думаю, вопрос генерации шумов можно понять, читая о борьбе с ними. Там подробно рассматриваются причины их возникновения и как уменьшать. Действуйте с точностью до наоборот и будут шумы на всякий вкус.

[Alik]

Интуиция мне подсказывает, что к принципу работы запатентованного генератора имеет отношение схема Чуа
http://nonlinmod.sgu.ru/doc/chua.pdf
растолкуйте какое...

[Alik]

Схема генератора хаоса на основе трехточки с использованием транзистора
в качестве активного элемента см. стр. 7,34
http://www.cplire.ru/rus/InformChaosLab ... /obzor.pdf