ZEN Methode. Versuch einen möglichst rauscharmen Verstärker für 5V zu konstruieren

Also ich denke wenn Du eine Zenerdiode (natürlich unter 5V... 3.2V würde ich mal probieren) hast die nicht rauscht solltest Du dir die schnellstens patentieren lassen.

Zitat :

enn man die Basis-Emitter-Strecke eines NPN in Sperrichtung bestromt, rauscht es erst bei etwa knapp 10V. Zenerdioden (auch 5V Typen) konnte ich irgendwie gar nichts entlocken,

Das kommt auch hin, denn erst oberhalb etwa 6V dominiert der Lawineneffekt gegenüber dem Zener-Effekt.

Was Jornbyte vorgeschlagen hat ist aber kein echter Zufall, sondern ein Pseudozufallsgenerator (PRN-Generator). Nichtsdestoweniger kann man damit sehr ordentliche zufallsähnliche Sequenzen herstellen, wobei aber die Taktfrequenz eine Grenzfrequenz vorgibt.

Vielleicht versuchst du als Rauschquelle mal den LM317 oder TL431 oder eine andere Schaltung, die intern eine Bandgap-Referenz besitzt. Dahinter muß natürlich noch ein Operationsverstärker.
Derartige Spannungsregler sind bekannt für ihr relativ hohes Rauschen, das i.W. durch Verstärkung des normalen Transistorrauschens entsteht.

Insofern hatte faustian.spirit schon Recht mit seiner "ZEN-Methode": Wat dem einen sin Uhl, ist dem anderen sin Nachtijall.

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Jui,

habs jetzt mal mit einem LM317T funktioniert. Er lässt 3.5V raus, die hab ich kapazitiv an einen OPV gekoppelt, verstärkt, nochmals kapazitiv an einen OPV, wieder verstärkt und es rauscht

Der OPV läuft mit Single Supply und hat RtR am Ausgang.
Muss nur noch etwas mit dem Offset schauen, der "Durchschnitt" der Rauschspannung liegt schon bei etwa 2.5V, nur ist die "Amplitude" noch relativ klein, schön wär, wenn ich diese auch noch auf 2.5V hoch bringen könnte, muss da noch mit den Megaohm-Widerständen rumbasteln

Herzlichen Gruss und Danke

Mario

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Zitat :

der "Durchschnitt" der Rauschspannung liegt schon bei etwa 2.5V, nur ist die "Amplitude" noch relativ klein, schön wär, wenn ich diese auch noch auf 2.5V hoch bringen könnte,

Das solltest du nicht tun, wenn du nur 5V Versorgung hast.
Die Spitzen der Rauschspannung werden jetzt schon den Verstärker übersteuern und wenn du sie kappst, veränderst du die Zufallsverteilung durch Häufung der Extremwerte des Aussteuerungsbereichs (0,2V und 4,3V oder so).


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Hmhm, ok, dann lass ich das mal so und stelle mal eine Messreihe auf, die ich dann auswerten kann. mal sehen, wie rum verteilt die Sache ist und obs brauchbare Resultate gibt. *Stochastik-Matheheft-hervorkram*

(Edit: Der OpAmp kann von 0 bis 4.94V aussteuern)


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 27 Mai 2007 15:45 ]

Ich erinnere mich, in einem Elektor-Halbleiterheft mal eine Schaltung für einen supereinfachen Rauschgenerator (1 x T und eine Handvoll diverse Teile) für Batteriebetrieb gesehen zu haben. Nur als Hinweis.

Hmhm, hier mal drei Fotos.
Der Output-"offset" beträgt etwa 2.5V.

Im ersten Bild koppelt das Oszi nur Wechselstromanteile und läuft auf der zweithöchsten Verstärkung.

Im zweiten Bild sind 0.5V/Div eingestellt (1 Häuschen = 5V)
Und im zweiten Bild sinds 0.2V/Div.

Es sieht auf den Bildern etwas "flach" aus, in der Realität ist es etwas zackiger.



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Na, das verträgt wohl noch etwas Verstärkung.
Mehr als 1..2Vss würde ich aber nicht einstellen, denn mit Sicherheit kommen auch seltenere Impulse, die wesentlich höher sind.

Du solltest die Verstärkung pro Stufe auch nicht zu hoch wählen, sonst leidet bei langsamen Opamps der Frequenzgang (Gain-Bandwidth-Produkt beachten).


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Jaaa.. da muss ich noch drüber, denn normal(verteilt) ist das nicht (siehe Bild im Anhang)
X-Achse: mögliche ADC-Werte
Y-Achse: Anzahl Treffer
n=1000

Hab jetzt zwei OPV Stufen drin. Die erste verstärkt 8166-fach, die zweite nochmals 4166 mal.
Der OPV ist ein MCP604.

Vom LM zur ersten Stufe koppel ich mit 33nF. Den nicht-invertierenden Eingang hebe ich mit nem Teiler auf knapp 1mV. Von der ersten auf die zweite Stufe nochmals genau das gleiche, also auch 33nF und wieder knapp 1mV "offset". (hmm.. eigentlich sollte er am Ausgang ja in die Begrenzung laufen, mit diesen offsets...)...

ich mach bei Gelegenheit mal nen Plan

Herzlichen Gruss und Danke

Edit: äääh.. Houston, we`ve got a Schwingung...
Vorhin, mit dem AVR, hing der LM317 hinter einem 7805.
Da konnte ich am Ausgang, am zweiten OPV, sauber auf einen (fast-)Sinus triggern... Sah mit der langsamen Zeitbasis wie ein Rauschen aus, war aber ein fast schöner Verlauf.(war ausgefranst, hat noch "gewackelt").. ==> Vermutung: der LM317 schwingt.
Wenn ich ihn aber hinter mein Netzteil hänge (da ist auch ein LM317 drin), dann kann ich auf gar nix triggern ==> rauschen...
Komisch... der LM, der das Rauschen generiert, hat auf der Eingangsseite 0.22müF drin und am Ausgang 1müF.
Hmm.. was kamma da mache?

Mario

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 27 Mai 2007 20:34 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 27 Mai 2007 20:40 ]

So, hab ein paar Werte nochmals schnell geändert, die Offsets hatte ich falsch in Erinnerung.
Im Anhang der momentane Schaltplan.
Am Ausgang kommen "durchschnittlich" so um die 3.6V raus.
Der OPV, wie gesagt, der MCP604.





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Wirf den 1µF Kondensator am Ausgang des 317 raus, du willst die Rauschspannung doch nicht glattbügeln.

Die Koppelkondensatoren zwischen den Stufen solltest du hingegen sehr viel größer machen. Elkos wären angebracht.
33nF an 100 Ohm ist ein Hochpass mit einer Grenzfrequenz von 48kHz.
Der MCP604 hat bei dieser Frequenz nur noch eine Verstärkung von 58.
Deine berechneten Verstärkungsziffern sind also reine Phantasie.

Die "richtige" Rauscherei spielt sich auch erst unter 1kHz ab, aber wie der Name "1/f-Rauschen" schon sagt, ist das kein weisses Rauschen.

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Oha... Filter... voll vergessen

Wird geändert!

Danke für den Tipp!

Herzlichen Gruss
Mario

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Hm, ok, ich werde morgen mal alle 33nF-Kondis durch 100müF Elkos ersetzen.
Dann hat der kritischste Filter eine Grenzfrequenz von 16Hz.
Dann sollte der OPV noch eine Verstärkung von 175000 hinmachen


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