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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zufallszahlengenerator mit Z-Diode


Autor: Guido Möser (Gast)
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Hallo,
ich möchte echte Zufallszahlen mit meinem Elektor Microcontroller Board
erzeugen. Ich habe gehört, daß dies ziemlich einfach mit einer Z-Diode
zu machen sei. Hat jemand dazu vielleicht eine Bauanleitung oder ein
paar Tipps?
Vielen Dank,
Guido, DL 4 FDR

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

du mußt das Rauschen der Z-Diode verstärken und dann mit einem
AD-Wandler erfassen. Dann hast du deine Zufallszahlen.

Matthias

Autor: Guido Möser (Gast)
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Schon mal vielen Dank, aber mein Problem ist, dass ich nicht so in der
Entwicklung von Schaltungen bewandert bin. Deshalb wäre ich für einen
kleinen Hinweis auf einen Schaltungsentwurf sehr dankbar!
MfG, Guido

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

da empfehle ich www.daselko.de

Matthias

Autor: Rolf F. (Gast)
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Mit einer Diode rumzuspielen bringt wenig, weil in dem Signal viele
Korrelationen sind u. es zudem deutlich Alterungs- u.
Temperatoreinflüsse gibt.
Viel einfacher ist es einen möglichst unstabilisierten Oszillator mit
einer anderen Frequenz abzutasten. Das beruht darauf, dass n * f1 = m *
f2, also ein periodisches Ergebnis der Abtastung (worst case) praktisch
nie eintreten kann wegen n/m = f2/f1, weil ja bekanntlich die Menge der
rationalen Zahlen (linke Seite) eine lebesgue-Nullmenge ist, während
die Menge der reellen Zahlen (rechte Seite) keine Nullmenge ist (d. h.
die Wahrscheinlichkeit, dass Gleichung erfüllt ist, ist exakt Null).
Wenn man die Phasendifferenz zwischen zwei Cs-Atomuhren verwendet,
bekommt man nur ca. 1 Bit/Tag, aber mit einem billigen Ringoszillator
bekommt man einige MByte/s mit einer Entropie von bis zu 0,5 Bit/Bit.
Mit Mod-2-Addition kann man die einfach erhöhen; mit dem zentralen
Grenzwertsatz ist das leicht zu zeigen ;-)

Autor: Rolf F. (Gast)
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Nachtrag: Mit Abtasten meine ich das auch das digitale. Ich benutze
dafür billige Schmitt-Trigger.

Autor: Guido Moeser (Gast)
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Hallo Rolf,
vielen Dank für die Hinweise - Deine Ausführungen treffen genau den
Punkt. Könntest Du mir vielleicht noch ein paar Tipps zur praktischen
Ausführung geben?
MfG, Guido

Autor: Rolf F. (Gast)
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Also das Einfachste ist einen invertierenden Schmitt-Trigger zu nehmen
und dessen Ausgang sowohl auf den Eingang als auch auf den Eingang
eines nachfolgenden invertierenden Schmitt-Trigger zu löten. Damit hat
man einen kurzen Ring-Oszillator, der unstabilisiert mit mehreren MHz
schwingt und komplett digital ist. Auch wenn man mehrere dieser
Oszillatoren nebeneinander aufbaut (z. B. innerhalb eines ICs wie
74HCT14), schwingen die nahezu unabhängig, solange die
Versorgungsspannung mit ausreichend Kondensatoren stabilisiert ist.
Die Anschwingzeit ist praktisch vernachlässigbar, so dass man damit
auch Low-Power-Modi verwenden kann, wenn man die
Oszillator-Versorgungsspannung vom MC aus schaltet.

Autor: Guido Möser (Gast)
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Vielen Dank, ich werde mal rumbasteln. Mit Hinweise habe ich auch keine
Bauanleitung oder so gemeint, sondern eher den Verweis auf Literatur.
Die Artikel suche ich mir dann selber. Ich werde Deinen Vorschlag auf
jeden Fall mal ausprobieren. Vielen Dank also dafür!
MfG, Guido

Autor: Rolf F. (Gast)
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