Guten Morgen, ich versuche aktuell, die Schaltung zur Generierung von Rauschen, die sich unter http://rolfp.ch/elektronik/rauschgenerator.html findet auf einem Arduino zu nutzen. Mein Problem (ich bin in der ananlogen Welt nicht allzu fit) ist, dass diese Schaltung mit 12 V betrieben wird. Ich würde sie aber gerne vom Arduino direkt mit Strom versorgen und der gibt nunmal primär 5 V aus. Ich habe mich recht lange theoreitsch mit der Schaltung beschäftigt und war eigentlich der Meinung, dass es ausreichen müsste, wenn ich die Z-Diode gegen eine Z-Diode mit einer Z-Spannung unter 5 V austausche. Ich hatte gehofft, dass der Rest der Schaltung auch mit 5 V funktioniert. Nun, dem ist leider nicht so. Ich habe die Schaltung mit einer Z-Diode auf 2,2 V aufgebaut; nur leider funktinoiert das nicht. Schon der erste Transistor schaltet nicht durch. hat hier vielleicht jemand eine Idee, in welcher Reihenfolge ich das "Debuggen" der Schaltung mit 5 V angehen sollte? Vielen Dank für Eure Gedanken schon einmal. mfg Norbert
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Norbert schrieb: > Ich habe mich recht lange theoreitsch mit der Schaltung beschäftigt und > war eigentlich der Meinung, dass es ausreichen müsste, wenn ich die > Z-Diode gegen eine Z-Diode mit einer Z-Spannung unter 5 V austausche. Nun, als Rauschgeneratoren eignen sich bevorzugt Z-Dioden (genauer gesagt Lawinendurchbruchdioden) mit Spannungen zwischen 6 und 8V. Da kann man nicht einfach irgendeine andere einsetzen. Gruss Harald
Mit anderen Worten: "meine" Diode rauscht gar nicht ausreichend?
Norbert schrieb: > Ich hatte gehofft, dass der Rest der Schaltung auch mit 5 V > funktioniert. Genau da liegt das Problem. Der LM318N arbeitet laut DB erst ab etwa 7V (+-3,5V) Vcc. Such dir einen OPV für kleine Betriebsspannungen. Egal was du vorn anschließt, rauschen sollte die Schaltung auf jeden Fall. Ist auch echt lustig, in einem Rauschgenerator sehr rauscharme Transistoren einzusetzen.
Norbert schrieb: > Mit anderen Worten: "meine" Diode rauscht gar nicht ausreichend? Ich bin mir z.Z. gar nicht sicher ob "echte" Zenerdioden (mit Spannungen unter 5V) überhaupt mehr rauschen als ein normaler Widerstand. Gruss Harald
Nur zur Klarstellung: Dass der OP im unteren Teil der Schaltung nicht richtig arbeitet, war mir irgendwie schon klar. Aktuell ist es aber leider so, dass nicht einmal die beiden Transistoren schalten. D.h. der OP hat (außer dem Rauschen der Spannungsquelle) gar nichts, was er verstärken könnte. Ich habe leider kein Oszi hier, mit dem ich das mal richtig messen könnte aber ich würde dann fast mal annehmen, dass diese Z-dioden für niedrige Spannungen einfach nicht genug rauschen. Wobei mir den physikalischen Grundlagen nach eigentlich nicht klar wird, warum. Nun ja, ich werde mich dann mal um eine andere Spannungsquelle kümmern und werde (mal angenommen, dass das klappt) dann wohl mit zwei Spannungen in meiner Schaltung leben müssen. Danke für die Tipps.
Norbert schrieb: > Wobei mir den physikalischen Grundlagen nach eigentlich nicht > klar wird, warum. Nun, das hängt u.a. damit zusammen, das unter dem Namen "Z-Dioden" zwei (eigentlich sogar drei) Bauelemente verkauft werden, die völlig unterschiedlich funktionieren. Siehe auch "Zenereffekt". Gruss Harald
Wieso sollen die beiden Transistoren "schalten"? Das sind gegengekoppelte Wechselspannungsverstärker. Das Verhältnis 1k zu 100k muss an die Betriebsspannung und die Stromverstärkung des Transistors angepasst sein. Der Basisstrom soll so liegen, dass am Kollektor etwa die halbe Versorgungsspannung anliegt, damit er symmetrisch ausgesteuert werden kann. Bau einen 1M-Trimmer anstelle der 100k ein und miss das aus. Dazu reicht ein Multimeter.
Norbert schrieb: > Aktuell ist es aber > leider so, dass nicht einmal die beiden Transistoren schalten. D.h. der > OP hat (außer dem Rauschen der Spannungsquelle) gar nichts, was er > verstärken könnte. Die Transistoren arbeiten als lineare Verstärker, die schalten gar nichts. Allerdings sind die 100k zu nierderohmig. Die Verstärkung der Transistor-Schaltung ist etwa 70dB (~3.000-fach). Damit der OPV was macht, sollte das Ausgangssignal der Transistor-Schaltung deutlich größer als die Offsetspannung des OPV (15mV) sein, weil der OPV keine AP-Einstellung hat. Am Eingang muss also eine Rauschspannung von etwa 5µV liegen. Der OPV arbeitet etwa mit Leerlaufverstärkung, also praktisch als Komparator ohne Hysterese.
Mit Zenerdioden analoges Rauschen zu erzeugen ist m.E. keine gute Idee. Ich bin damit jedenfalls jedes Mal auf die Nase gefallen, z.B. konnte ich mit einem Rauschgenerator Mittelwellenradio empfangen. Früher gabs mal integrierte Noisegeneratoren, hab ich jetzt allerdings nicht mehr gefunden. Ich nehme zur Rauscherzeugung inzwischen LFSRs, gehen super. Cheers Detlef
Das waren der MM5437 und MM5837 von National Semiconductor. Datenblätter und Applikationen dazu bietet Google reichlich an. Das ist aber erst mal eine TTL-Rechteckschwingung, kein analoges Rauschsignal. Es gibt auch analoge Rauschquellen mit umgedreht eingebautem Transistor, eigentlich nur die Basis-Emitter-Strecke als Diode. Das soll mit HF-Transistoren bis UHF funktionieren.
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Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Es gibt auch analoge Rauschquellen mit umgedreht eingebautem Transistor, > eigentlich nur die Basis-Emitter-Strecke als Diode. Das soll mit > HF-Transistoren bis UHF funktionieren. Da wird die BE-Diode einfach als Z-Diode missbraucht. Da in der normalen Technologie die Durchbruchspannung der BE-Diode im Bereich 6 bis 7V liegt. Also auch nichts andres als Z-Diodenrauschen. Was sind übrigens LFSR? Kann man das nicht in Klartext schreiben? Digital, mit Schieberegister, kann man Pseudo-Rauschen prima erzeugen. Dann klappts auch mit 5V oder, je nach Logikfamilie, mit noch weniger Spannung. Dazu kommt auch, dass man definierten Pegel des Rauschens hat. Bei Z-Diode dagegen rauscht jedes Exemplar mit individueller Stärke. Wenn man mit der Schieberegisterlänge nicht spart, ist das Rauschen vom echten Rauschen nicht zu unterscheiden.
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> Mit Zenerdioden analoges Rauschen zu erzeugen ist m.E. keine gute Idee. > Ich bin damit jedenfalls jedes Mal auf die Nase gefallen, z.B. konnte > ich mit einem Rauschgenerator Mittelwellenradio empfangen. Teure Generatoren empfangen UKW, dort hat das Rauschen Hifi-Qualität ...
Eine gute Abschirmung ist für einen Rauschgenerator sehr wichtig - eben damit man nicht irgendein Signal aus der Umgebung empfängt, sondern reines Rauschen. Die höhere Spannung für die Zenerdioden könnte man sich im Prinzip erzeugen, man sollte aber sehr gut filtern - es wird ja auch nur recht wenig Strom benötigt. Der Verstärker usw. kann dann schon wieder mit 3-5 V laufen.
Peter R. schrieb: > Wenn > man mit der Schieberegisterlänge nicht spart, ist das Rauschen vom > echten Rauschen nicht zu unterscheiden. Nein, siehe z.B. http://crypto.stackexchange.com/a/12759/8351
Marian B. schrieb: > Peter R. schrieb: >> Wenn >> man mit der Schieberegisterlänge nicht spart, ist das Rauschen vom >> echten Rauschen nicht zu unterscheiden. > > Nein, siehe z.B. http://crypto.stackexchange.com/a/12759/8351 Für Anwendungen in der Messtechnik ist das digital erzeugte Rauschen gut genug. Der einzige Fall indem es unbrauchbar ist, sind Zufallszahlengeneratoren.
Detlef _a schrieb: > Ich nehme zur Rauscherzeugung inzwischen LFSRs, gehen super. Das kommt drauf an, in welchem Frequenzbereich es rauschen soll und was man für Ansprüche an die statistischen Eigenschaften des Rauschens hat. Ein LFSR erzeugt erstmal nur eine PRBS, bei der ein Code (die 0) fehlt. http://www1.verigy.com/cntrprod/groups/public/documents/webcontent/cnsmprod_020300.pdf
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