Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Генератор шума
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
gab
До этого по-жизни занимался только цифрой, но вот теперь встала новая задача: нужен генератор шума peak-to-peak 1В для последующей оцифровки и обработки. Применение - не криптографическое.
Попробовал схему из аттача, но она не работает.
Может у кого-нибудь есть опыт? Или какие-нибудь статейки на эту тему? Основное требование - малое потребление.
rx3apf
Цитата(gab @ Sep 26 2008, 02:18) *
До этого по-жизни занимался только цифрой, но вот теперь встала новая задача: нужен генератор шума peak-to-peak 1В для последующей оцифровки и обработки. Применение - не криптографическое.
Попробовал схему из аттача, но она не работает.

Что значит "не работает" ? Стабилитрон не шуметь не может...

Цитата
Может у кого-нибудь есть опыт? Или какие-нибудь статейки на эту тему? Основное требование - малое потребление.

Хм. Малое потребление и ГШ на стабилитроне не сказать чтобы особо хорошо сочетались. Может быть, сделать на генераторе ПСП (раз уж "по жизни занимался только цифрой") ? У кого-то были даже готовые сдвиговые регистры для этих целей (но не помню, у кого, в Х&Х упоминались, но делает ли кто сейчас ?), но проще (хоть, возможно, и не слишком "технологично" по причине необходимости программирования) на микроконтроллере. Что-нибудь не слишком прожорливое, с RC-тактированием, дешевое. Выход - однобитная "цифра" и на простенький RC-фильтр. Раз "криптографическое" применение не нужно, то и "псевдослучайность" не помеха и каких-то обходных путей искать не нужно. О ГШ с использованием ПСП читать там же, в Х&Х...
gab
Цитата(rx3apf @ Sep 26 2008, 02:31) *
Что значит "не работает" ? Стабилитрон не шуметь не может...

Хреново шумит. Стабилитрон на 12 вольт. Питается от TRACO на 15 вольт через резистор. Шум на уровне 10 мВ.
Корпус SOT23-3. Я сам в шоке! Хоть Д814 ставь! %)

Цитата(rx3apf @ Sep 26 2008, 02:31) *
Хм. Малое потребление и ГШ на стабилитроне не сказать чтобы особо хорошо сочетались.

Это в данном случае - пофиг. Главное - меньше ампера.

Цитата(rx3apf @ Sep 26 2008, 02:31) *
Может быть, сделать на генераторе ПСП (раз уж "по жизни занимался только цифрой")?

Такое я уже делал. "Ненатурально" и DieHard не проходит.

Цитата(rx3apf @ Sep 26 2008, 02:31) *
У кого-то были даже готовые сдвиговые регистры для этих целей (но не помню, у кого, в Х&Х упоминались, но делает ли кто сейчас ?), но проще (хоть, возможно, и не слишком "технологично" по причине необходимости программирования) на микроконтроллере. Что-нибудь не слишком прожорливое, с RC-тактированием, дешевое. Выход - однобитная "цифра" и на простенький RC-фильтр. Раз "криптографическое" применение не нужно, то и "псевдослучайность" не помеха и каких-то обходных путей искать не нужно. О ГШ с использованием ПСП читать там же, в Х&Х...

Я вот пока склоняюсь к схеме синтезатора с ФАПЧ и сэмплирования его выходного сигнала некоей более низкочастотной тактовой.
Но всё-таки хочется более простого. И (самое главное!) натурального.

На крайний случай остаются КГ401. Но где их взять???
rx3apf
Цитата(gab @ Sep 26 2008, 03:18) *
Хреново шумит. Стабилитрон на 12 вольт. Питается от TRACO на 15 вольт через резистор. Шум на уровне 10 мВ.
Корпус SOT23-3. Я сам в шоке! Хоть Д814 ставь! %)
Это в данном случае - пофиг. Главное - меньше ампера.
Такое я уже делал. "Ненатурально" и DieHard не проходит.

Может быть, просто надо поднять тактовую и поиграться с количеством обратных связей (что-то мне помнится, что чем больше отводов, тем распределение больше похоже на случайное) ? Когда-то мне понадобился ГСЧ и я долго игрался с простыми алгоритмами с парой-тройкой отводов, и что-то не очень похоже на случайное получалось. А потом использовал XorShift - и картина резко изменилась. Но я в математике не очень...

А, кстати - когда-то использовал 4069 в качестве аналогового усилителя (хорошее применение, кстати), так вот, с ростом усиления шумел он весьма серьезно, хуже ширпотребных операционников при равном усилении. А в данном случае это как раз плюс. Может быть, попробовать (если полоса нужна не очень большая) ? Все ж по-настоящему случайный шум...

Да, кстати, тема не новая - http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=8592&st=0
Microwatt
Цитата(gab @ Sep 26 2008, 01:18) *
Попробовал схему из аттача, но она не работает.
Может у кого-нибудь есть опыт? Или какие-нибудь статейки на эту тему? Основное требование - малое потребление.

" малое потребление" это сколько? 1-10-100мА?
В примере стабилитрон неудачно включен. Стабилитрон шумит сильнее в предпробойном состоянии (при малом токе через него). Питая схему 14-ю вольтами стабилитрон лучше взять на полпитания (5-7вольт), а не на 12 и включить его через резистор килоом 10 минимум.
Ну и в ссылке какие-то усилители "невыразительные". Включите обычный ОУ с усилением 1000 -2000 по переменному току. Зашумит еще как!
Конечно, если Вам не особо нужна равномерность спектра в широкой полосе, то схема копеечная.
Проблема может быть только в хорошей дополнительной фильтрации всяких "ТРАКО". Иначе, увидите на выходе не белый шум, а картинку пульсаций на выходе источника питания.
orthodox
Цитата(gab @ Sep 26 2008, 01:18) *
Хреново шумит. Стабилитрон на 12 вольт. Питается от TRACO на 15 вольт через резистор. Шум на уровне 10 мВ.

Ну у Вас запросы... Если это не опечатка....
Мне пришлось делать ГШ для питания 3V с микропотреблением, так исходный шум от транзистора порядка пары микровольт пришлось разгонять до вольта...

Да, мало шуметь могут современные стабилитроны - сейчас используется другой вид пробоя начиная с скольких-то там вольт... Потому что характеристики круче и шумов меньше sad.gif
Угадать можно по крутизне характеристики, а выбрать из низковольтных - те вроде чисто зенеровские.

Цитата
На крайний случай остаются КГ401. Но где их взять???

А чем поможет? У них воспроизводимость не очень, и со временем уровень шума плывет...
Но можно АРУ сделать, конечно...
Designer56
Попробуйте загнать эмиттерный переход обычного биполярного транзистора в режим пробоя- это что-то 4- 7 В. Если, конечно Вам не попадется тр-р типа КТ208,209 с Uэ обр. более 20 В. Но такой нужно специально поискать. Ток ограничения- несколько мА. Только питать схему все- таки придется от хорошего источника- линейного СН, иначе шум источника все испортит.
orthodox
Цитата(Designer56 @ Sep 26 2008, 06:57) *
Попробуйте загнать эмиттерный переход обычного биполярного транзистора в режим пробоя- это что-то 4- 7 В. Если, конечно Вам не попадется тр-р типа КТ208,209 с Uэ обр. более 20 В. Но такой нужно специально поискать. Ток ограничения- несколько мА. Только питать схему все- таки придется от хорошего источника- линейного СН, иначе шум источника все испортит.


Спектр у них нехороший на этом пробое эмиттерного перехода. "Щелкает" иногда на фоне шума... Не совсем белый выходит... Но работать может и от малых токов, десятки микроампер...

Если не лень много усиливать, можно просто транзисторный каскад со смещением на делителе напряжения на базу - самый шумящий вариант. С плохими (угольными) резисторами м.б. ко входу микровольт 10 - 20 , усилить примерно раз в 100 - милливольт на выходе... Ну дальше совсем просто...
А какая полоса нужна, собственно?
Designer56
У угольников избыточный шум на НЧ может оказаться совсем плохой.
orthodox
Цитата(Designer56 @ Sep 26 2008, 12:19) *
У угольников избыточный шум на НЧ может оказаться совсем плохой.


Тоже правильно. Может.
Тогда придется использовать чисто тепловой шум, на высоком входном сопротивлении.
Ну и ничего, так я и делал. Надо только следить за паразитными связями между каскадами, потому как усиление получается тыщ 300 в сумме (вернее, в произведении smile.gif...в сумме децибелл 110-120 )...
Однако, микровольты на вольт приложенного в некоторых резисторах использовать все же можно, я думаю...
Не в самых малошумящих, ес-но...
astronaut
Где-то здесь на конфе выложен генератор на PIC12 с исходниками
rx3apf
Цитата(astronaut @ Sep 26 2008, 14:51) *
Где-то здесь на конфе выложен генератор на PIC12 с исходниками

Человека явно не устраивает ширпотребная релизация на сдвиге с несколькими обратными связями (я на 100% уверен, что выложена именно такая реализация). XorShift, по утверждению его автора, проходит DieHard (по крайней мере, многоразрядные варианты). На какой-нибудь матрице сделать можно. А вот как бы исхитриться и переложить его (XorShift) на 8-битный микроконтроллер, не имеющий команд сдвига больше чем на один бит, и при этом получить приемлемую скорость выполнения цикла - я не очень представляю, это уже серьезная математика. Да и оффтопик, впрочем. Но тема интересная, я бы от такого решения не отказался.
Rst7
Цитата
не имеющий команд сдвига больше чем на один бит, и при этом получить приемлемую скорость выполнения цикла


Главное - чтобы аппаратное умножение было. Например, на AVR с аппаратным умножителем сдвиг байта на произвольное количество бит выливается в 2 такта, причем сразу есть результат сдвига и влево, и вправо smile.gif
rx3apf
Цитата(Rst7 @ Sep 26 2008, 17:10) *
Главное - чтобы аппаратное умножение было. Например, на AVR с аппаратным умножителем сдвиг байта на произвольное количество бит выливается в 2 такта, причем сразу есть результат сдвига и влево, и вправо smile.gif

Об этом я как-то и не подумал, а ведь правильно.. Но там на перезагрузках регистров потеряем много, да и сдвигать надо не байт, а весь регистр (в смысле, тот регистр, в котором генерируется последовательность, а это 4-8, а то и все 16 байтов).
Rst7
Так выбирайте полином, попробуем реализовать, посмотрим, сколько тактов выйдет.
gab
Цитата(orthodox @ Sep 26 2008, 14:23) *
Тоже правильно. Может.
Тогда придется использовать чисто тепловой шум, на высоком входном сопротивлении.
Ну и ничего, так я и делал. Надо только следить за паразитными связями между каскадами, потому как усиление получается тыщ 300 в сумме (вернее, в произведении smile.gif...в сумме децибелл 110-120 )...
Однако, микровольты на вольт приложенного в некоторых резисторах использовать все же можно, я думаю...
Не в самых малошумящих, ес-но...

Можете поподробней рассказать как такое сделать? Желательно со схемой smile.gif

Необходимая мне полоса шума от 0 до 10-20 МГц. К равномерности особых требований нет. Макс. потребляемый ток - 100-200 мА.

Насчёт XOR и т.п. - не пойдёт. По идеологическим причинам.
Когда таких причин небыло применял метод из аттача.
alexkok
Цитата(gab @ Sep 26 2008, 21:32) *
Необходимая мне полоса шума от 0 до 10-20 МГц. К равномерности особых требований нет. Макс. потребляемый ток - 100-200 мА.

Я когда-то делал на диапазон до 30 Мгц генератор шума стабильной амплитуды.
Схема была примерно такая.
Сам генератор на КТ368 (эмиттерный переход в режиме пробоя) нагруженный на другой КТ368 в режиме регулируемого насыщения, это для АРУ.
Затем широкополосный усилитель, детектор на диодах Шоттки и усилитель АРУ.
orthodox
Цитата(alexkok @ Sep 26 2008, 21:31) *
Я когда-то делал на диапазон до 30 Мгц генератор шума стабильной амплитуды.
Схема была примерно такая.
Сам генератор на КТ368 (эмиттерный переход в режиме пробоя) нагруженный на другой КТ368 в режиме регулируемого насыщения, это для АРУ.
Затем широкополосный усилитель, детектор на диодах Шоттки и усилитель АРУ.


Ну вот, собственно, стандарт для таких схем. Если что добавить - то трассировку с хорошим разделением каскадов, хорошее экранирование первых каскадов.
Ну и если все же на пробое перехода - то чтоб не попался экземпляр "со щелчками"...

А у меня работа была не выше 100 кгц, можно было и побольше усиление разогнать, я и делал на собственном шуме каскада - тем более, что питание 3 V - что ж там пробьешь-то... smile.gif

PS Детектор , похоже, можно и на 1N4148 - все же 4 нс достаточно smile.gif
gab
А что народ думает об этой схеме (см. аттач)?
Хочу попробовать реализовать, всё-равно в схеме ПЛИС есть.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.