Gerador de Ruído Branco (INS312)

Para determinadas provas de áudio, ou então para a obtenção de efeitos especiais em música eletrônica ou edição de fitas, um gerador de ruído branco pode ser de grande utilidade. O circuito, bastante simples, que descrevemos, serve para muitas destas aplicações, podendo ser usado isoladamente ou como parte de um projeto maior. Os componentes usados como base são transistores de uso geral, o que torna bastante acessível sua realização prática.

O que é o ruído branco? Evidentemente, se você não tem resposta para esta pergunta não saberá nem para o que serve nosso gerador e muito menos como funciona.

Podemos definir ruído como um sinal que não possui uma frequência definida, mas sim que tenha componentes em todas as frequências possíveis de uma determinada faixa.

O tipo mais comum de ruído é o de natureza atmosférica, provocado por descargas elétricas, que possuem componentes numa ampla faixa do espectro, geradas de modo aleatório, conforme sugere a figura 1.

Figura 1 – Uma fonte de ruído branco

Sintonizando um rádio fora de estação, na faixa de 200 kHz até mais de 10 MHz, podemos captar as componentes deste ruído, com intensidade que decresce à medida que a frequência aumenta.

Em áudio, podemos dar como exemplo de ruído o "chiado" provocado pela própria agitação térmica das moléculas que fazem parte dos componentes eletrônicos.

Este é o "ruído térmico" que possui componentes numa ampla faixa do espectro.

Para a utilização do ruído, no entanto, é conveniente que em certas aplicações ele tenha algo mais do que uma distribuição aleatória de componentes numa faixa do espectro.

Se vamos utilizar o ruído como fonte de.sinal para analisar um circuito, é interessante que ele tenha uma amplitude constante na faixa do espectro considerada.

Esta é justamente a característica que define o que denominamos de "ruído branco". Trata-se de um tipo de sinal que não possui frequência fixa, mas sim se espalha por uma ampla faixa do espectro, mas nesta faixa, em cada porção que tomemos aleatoriamente, o sinal terá a mesma amplitude (figura 2).

Figura 2 – Espectro do ruído branco

O gerador que descrevemos produz um sinal com estas características, sendo ideal para determinar a curva de resposta de amplificadores ou mesmo para a produção de efeitos especiais.

O CIRCUITO

Dissemos que uma das fontes de ruído de um circuito eletrônico é a própria agitação de suas moléculas em função da temperatura. Qualquer corpo que esteja numa temperatura acima do zero absoluto (-273°C) produz ruídos devido a agitação de seus átomos.

Num semicondutor, esta agitação pode causar a' liberação de portadores de cargas e consequentemente o aparecimento de uma certa corrente, denominada corrente de fuga.

Se polarizarmos um transistor inversamente, de modo que sua junção não conduza corrente alguma, ainda assim notaremos a circulação de uma pequena quantidade de portadores de cargas que são devidos a agitação térmica.

Não é preciso dizer que esta corrente depende da temperatura, mas o importante é que os portadores são liberados aleatoriamente, gerando assim uma corrente não contínua, mas sim pulsante de frequência que se espalha por todo o espectro (figura 3).

Figura 3 – Usando transistor para gerar ruído

Diodos de silício, ou a junção entre o coletor e a base de um transistor são, pois, excelentes "geradores" de ruído branco.

É claro que este sinal é muito fraco, pois corresponde a portadores de cargas praticamente isolados (elétrons ou lacunas), necessitando .de uma boa amplificação.

Assim, utilizando um transistor comum polarizado inversamente, temos o gerador de ruído, e com mais dois temos as etapas de amplificação.

Um potenciômetro nos permite fazer uma certa “equalização" deste ruído, cortando componentes na extremidade superior do espectro, onde um amplificador pode apresentar um ganho maior.

MONTAGEM

O diagrama completo do aparelho é dado na figura 4.

Figura 4 – Diagrama completo do aparelho

A placa de circuito impresso que pode ser instalada numa caixinha plástica é mostrada na figura 5.

Figura 5 – Placa para a montagem

Os transistores podem ser quaisquer NPN de uso geral de silício. Equivalentes ao BCS48 são os BC237, BC238, BC547 etc.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W com 5 ou 10% de tolerância e os capacitores tanto podem ser de poliéster como de cerâmica.

A alimentação é feita com uma bateria única de 9 V ou então, se você preferir, com uma fonte de 9 a 12 V.

A saída tem um sinal de baixa intensidade, em torno de 100 mV de amplitude, devendo ser aplicada à entra- da de qualquer amplificador de áudio.

O cabo de saída deve ser blindado para que seja evitada a captação de zumbidos. P1 é um potenciômetro linear ou log que pode ter conjugado o interruptor simples S1.

PROVA E USO

Para testar o gerador bastará ligar a saída à entrada de qualquer bom amplificador de áudio e depois acionar S1.

O sinal deve ser reproduzido claramente no amplificador de áudio.

Ajuste P1 para modificar este sinal.

Comprovado o funcionamento é só utilizar a unidade. Um interruptor de pressão em série com R6 permite simular um tiro “espacial" quando pressionado.

O capacitor C2 pode ser alterado para tornar mais agudo o sinal deste gerador. Com sua redução, podemos aumentar a intensidade do sinal na parte mais alta do espectro.