노이즈 제너레이터란?
노이즈 제너레이터(영어: noise generator)는 소음을 발생시키는 장치입니다.
노이즈 제너레이터는 각종 기기나 시스템의 성능을 평가할 때 주로 사용됩니다. 화이트 노이즈와 핑크 노이즈를 발생시킬 수 있는 장비로, 기능 생성기의 기능 중 하나로 제공되는 것도 있습니다.
화이트 노이즈는 주파수 축상의 저주파에서 고주파에 이르기까지 전 대역에서 균일한 강도를 갖는 노이즈를 말합니다. 소리로 들으면 ‘쎄르’라고 들립니다.
핑크 노이즈는 주파수가 높아질수록 그 성분이 작아지는 노이즈를 말합니다. 음성으로 들으면 강한 비나 폭포수 소리처럼 ‘쏴~’하는 소리가 난다. 소음 발생기는 음향 및 진동 시험의 음원과 진동원으로도 유용합니다.
노이즈 발생기의 사용 용도
1. 전자기기 평가
노이즈 제너레이터에는 전용 노이즈 제너레이터와 기능 제너레이터의 한 기능으로 제공되는 노이즈 제너레이터가 있습니다. 두 유형 모두 사용 목적은 기기의 기능 및 성능 평가입니다.
자연계에서 발생하는 노이즈를 노이즈 제너레이터에 의해 유사하게 화이트 노이즈나 핑크 노이즈로 발생시켜 피측정 기기가 원하는 기능이나 성능을 유지할 수 있는지를 평가합니다.
EMI(Electro Magnetic Interference: 전자기 간섭) 시험과 기기의 데이터 오류가 규정된 범위 내에 있는지를 평가하는 BER(Bit Error Rate: 비트 오류율) 시험에 사용됩니다. 또한, 각종 BD/DVD 레코더의 디스크 드라이브의 데이터 전송 시험 등에 사용됩니다.
2. 음향 및 진동 시험
노이즈 발생기는 음향 및 진동 시험의 음원 및 진동원으로 사용됩니다. 스피커에 화이트 노이즈 출력을 연결하여 홀 등의 음향특성 및 차음-흡음 특성 등을 평가합니다. 또한, 가진기에 연결하면 진동 시험에도 유용하게 사용할 수 있습니다.
노이즈 발생기의 원리
노이즈의 생성은 노이즈 발생기를 사용하는 방법, 다이오드 등의 전자회로로 발생시키는 방법, 프로그래밍 언어를 사용하여 발생시키는 방법 등이 있습니다.
1. 노이즈 제너레이터를 사용하는 방법
노이즈 발생기를 사용하는 방법은 전자파 장해 EMI 시험이나 음향 특성 시험 등에 사용되는 노이즈 발생기 및 함수 발생기에 내장되어 있는 발생기를 사용합니다. 화이트 노이즈, 핑크 노이즈 등을 선택하여 노이즈를 출력합니다. 신디사이저에 부속된 노이즈 발생기로도 가능합니다.
2. 다이오드 등 전자회로로 발생시키는 방법
제너 다이오드, 트랜지스터, 연산 증폭기 등에 역전압을 걸었을 때 발생하는 광대역 노이즈를 이용합니다. 이것은 화이트 노이즈이지만, 온도 제어 저항이나 가스 방전관에서도 가능합니다. 핑크 노이즈는 화이트 노이즈에 주파수에 반비례하는 전력 감쇠를 가해 생성합니다.
3. 프로그래밍 언어 사용 방법
C, Java, Python 등의 프로그래밍 언어를 사용하는 방법이다. 난수를 사용하여 소프트웨어로 노이즈를 생성합니다.
노이즈 발생기의 종류
노이즈 제너레이터는 다양한 종류가 있는데, 수 KHz에서 GHz 대역까지 노이즈를 출력하고 그 출력 주파수를 선형적으로 설정할 수 있는 타입도 있습니다.
또한 출력하는 노이즈의 레벨도 조절할 수 있습니다. 기기의 조작은 기기 본체에 마련된 조작 패널을 통해 조작하는 인터페이스 외에도 이더넷을 통해 PC에서 제어할 수 있는 타입도 있습니다.
노이즈 발생기의 기타 정보
EMI 시험
EMI 시험은 사용자가 기기를 사용하는 환경에서 발생할 수 있는 최악의 노이즈를 발생시키고, 이 때 기기가 정상 동작을 유지할 수 있는지를 평가합니다. 예를 들어, TV와 같은 가전제품을 가정했을 때, 노이즈의 혼입으로 인해 순간적으로 화면의 영상이 흐트러지거나 음성이 이상하게 들리는 것은 허용할 수 있습니다.
일시적인 노이즈가 사라지면 원래의 상태로 돌아갈 수 있어야 합니다. 이러한 상황을 확인하기 위해 노이즈 발생기를 사용하여 최악의 환경 조건을 만들어 이 조건에서도 정상 동작을 지속할 수 있는지를 평가하는 것은 기기의 품질을 높이기 위한 중요한 시험입니다.