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
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
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.
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.
> 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.
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.
rauschschaltung.jpg
(36 KB)
