基于白噪聲源的偽隨機(jī)噪聲調(diào)制的實現(xiàn)

熊建林，黃少弛

（中國電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所，嘉興 314001）

1 實現(xiàn)方案

調(diào)制是在傳送信號的發(fā)送端利用要傳送的低頻原始信號去控制高頻信號波形的某一參數(shù)—幅度、相位或頻率，使這個參數(shù)隨控制信號的變化而變化。本文是利用噪聲樣本數(shù)據(jù)作為低頻原始信號去控制DDS的瞬時輸出頻率，從而實現(xiàn)了數(shù)字噪聲的調(diào)頻。

其中白噪聲源信號由音頻放大器端差分輸入，再經(jīng)A/D采樣后記錄在內(nèi)部 fl ash芯片，調(diào)制輸出時由DSP循環(huán)讀取存儲在fl ash的噪聲樣本數(shù)據(jù)，再用噪聲樣本數(shù)據(jù)控制DDS的瞬時輸出頻率，通過改變DDS頻率變化的系數(shù)可以改變調(diào)制的各種干擾帶寬。當(dāng)然，如果輸入的不是噪聲數(shù)據(jù)而是其他干擾樣式的采樣數(shù)據(jù)，那么就能實現(xiàn)任意波形的干擾樣式輸出（噪聲輸出頻譜見圖1）。

圖1中音頻放大器AD713的工作電源是±12V，通過調(diào)節(jié)電位器（阻值100k）可以調(diào)節(jié)對噪聲源信號的放大倍數(shù)，放大電路的作用是在噪聲信號輸入時進(jìn)行信號緩沖和阻抗匹配。AD7874芯片采樣位數(shù)為12位，最高位是符號位，噪聲信號采樣時，1代表是波形的下半部分，0代表波形的上半部分。

圖1 噪聲功率譜

2.1 噪聲樣本源的產(chǎn)生

噪聲產(chǎn)生電路原理框圖見圖2。該電路采用電源+12V供電，利用穩(wěn)壓二極管反向擊穿時產(chǎn)生的寬帶噪聲，調(diào)節(jié)電位器，可以產(chǎn)生最佳噪聲。放大電路的第一級是電壓跟隨器，進(jìn)行緩沖，第二級采用寬頻帶電流反饋型運(yùn)放NE5532進(jìn)行放大（約20dB）。該噪聲經(jīng)AD713調(diào)理后由AD7874采樣并存儲在 fl ash芯片。

3 噪聲調(diào)制功能的實現(xiàn)

噪聲調(diào)制部分設(shè)計使用DDS結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。DDS主要由相位累加器、相位調(diào)制器、ROM查找表以及控制字輸入端口等構(gòu)成。噪聲樣本共8000個噪聲數(shù)據(jù)樣本，數(shù)據(jù)最高位是符號位，1表示是負(fù)數(shù)，需要中心頻率計算得到的DDS累加器32位數(shù)據(jù)值減去這個噪聲數(shù)據(jù)數(shù)值，0表示正數(shù)，需要中心頻率計算得到的DDS累加器的32位數(shù)據(jù)值加上這個噪聲數(shù)據(jù)數(shù)值，由于噪聲樣本數(shù)據(jù)正負(fù)數(shù)基本相當(dāng)，也就實現(xiàn)了噪聲調(diào)制后信號的噪聲正態(tài)分布。

圖2 噪聲產(chǎn)生電路

噪聲調(diào)制時，首先由DSP下發(fā)指令由DDS輸出調(diào)制的中心頻率，然后循環(huán)讀取噪聲樣本數(shù)據(jù)，實現(xiàn)噪聲調(diào)制。調(diào)制帶寬由放大系數(shù)決定，調(diào)制度由本次輸出信號和下次輸出信號之間的間隔時間決定。經(jīng)驗表明，對于語音無線電信號和SSB信號，調(diào)制度需要作出相應(yīng)調(diào)整，而對于數(shù)字調(diào)制信號，調(diào)制度要求不是很高。

4 軟件的實現(xiàn)

噪聲數(shù)據(jù)部分樣本見下。

噪聲調(diào)制輸出的主程序見下。

5 結(jié)束語

本文實現(xiàn)的是一種數(shù)字噪聲調(diào)頻調(diào)制的方法，該方法可以實現(xiàn)調(diào)制帶寬的任意改變，噪聲調(diào)頻信號常用于壓制式干擾，由于它容易實現(xiàn)寬的干擾帶寬，效果好，已經(jīng)是目前噪聲干擾的主要形式。采用事先存儲噪聲樣本數(shù)據(jù)，再由DSP控制DDS實現(xiàn)了數(shù)字噪聲調(diào)制的信號輸出，經(jīng)試驗證明，該方法產(chǎn)生的噪聲調(diào)制信號具有較好的隨機(jī)性，經(jīng)功放推動后的壓制效果好。