基于白噪聲源的偽隨機噪聲調制的實現

熊建林，黃少弛

（中國電子科技集團公司第三十六研究所，嘉興 314001）

1 實現方案

調制是在傳送信號的發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—幅度、相位或頻率，使這個參數隨控制信號的變化而變化。本文是利用噪聲樣本數據作為低頻原始信號去控制DDS的瞬時輸出頻率，從而實現了數字噪聲的調頻。

其中白噪聲源信號由音頻放大器端差分輸入，再經A/D采樣后記錄在內部 fl ash芯片，調制輸出時由DSP循環讀取存儲在fl ash的噪聲樣本數據，再用噪聲樣本數據控制DDS的瞬時輸出頻率，通過改變DDS頻率變化的系數可以改變調制的各種干擾帶寬。當然，如果輸入的不是噪聲數據而是其他干擾樣式的采樣數據，那么就能實現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，通過調節電位器（阻值100k）可以調節對噪聲源信號的放大倍數，放大電路的作用是在噪聲信號輸入時進行信號緩沖和阻抗匹配。AD7874芯片采樣位數為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 噪聲樣本源的產生

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

3 噪聲調制功能的實現

噪聲調制部分設計使用DDS結構實現。DDS主要由相位累加器、相位調制器、ROM查找表以及控制字輸入端口等構成。噪聲樣本共8000個噪聲數據樣本，數據最高位是符號位，1表示是負數，需要中心頻率計算得到的DDS累加器32位數據值減去這個噪聲數據數值，0表示正數，需要中心頻率計算得到的DDS累加器的32位數據值加上這個噪聲數據數值，由于噪聲樣本數據正負數基本相當，也就實現了噪聲調制后信號的噪聲正態分布。

圖2 噪聲產生電路

噪聲調制時，首先由DSP下發指令由DDS輸出調制的中心頻率，然后循環讀取噪聲樣本數據，實現噪聲調制。調制帶寬由放大系數決定，調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。經驗表明，對于語音無線電信號和SSB信號，調制度需要作出相應調整，而對于數字調制信號，調制度要求不是很高。

4 軟件的實現

噪聲數據部分樣本見下。

噪聲調制輸出的主程序見下。

5 結束語

本文實現的是一種數字噪聲調頻調制的方法，該方法可以實現調制帶寬的任意改變，噪聲調頻信號常用于壓制式干擾，由于它容易實現寬的干擾帶寬，效果好，已經是目前噪聲干擾的主要形式。采用事先存儲噪聲樣本數據，再由DSP控制DDS實現了數字噪聲調制的信號輸出，經試驗證明，該方法產生的噪聲調制信號具有較好的隨機性，經功放推動后的壓制效果好。