[Rozwiązano] Zrobienie generatora szumu do generatora liczb losowych

Zrobiłem 1 podobny generatorek liczb losowych, tylko chyba bardziej wyszedł na filtr napięcia zasilania, a jedyna losowość, to było niezsynchronizowanie przebiegów zegarów.



Na pinie analogowym sygnał byłby porównywany ze średnią poprzednich odczytów.

1.Czy taki układ by zadziałał?

2.Jaki element mocno szumi i można by go tu wpiąć?
Wcześniej zrobiłem układ na diodzie zenera.

Dodano po 1 [godziny] 53 [minuty]:

*Aktualizacja

Na germanach sie szumialo, ale to wieki temu, chyba nie kupisz ...

Podoba mi się ciekawość to takich projektów, nie powielanie

Kiedyś z kolegą montowaliśmy superreakcyjny odbiornik UKF - bez sygnału dawał dość specyficzny szum, chyba zbliżony do białego.

Ale można zrobić generator liczb pseudolosowych - daje wyniki o dużo lepszych parametrach, niż szum generowany przez elektronikę.

Albo w sumie, jeżeli nie będę używał tego do szyfrowania, a do losowania stanów ledów to mi raczej wystarczy filtrowanie napięcia zasilania, wyślę schemat, jak wrócę do domu.

_jta_ napisał:

Ale można zrobić generator liczb pseudolosowych - daje wyniki o dużo lepszych parametrach, niż szum generowany przez elektronikę.

Ale ciągle to jest PSEUDO losowy, czyli teoretycznie przewidywalny w przyszłość.
Mozna jeszcze hybrydowo: pseudolosowy, ale zainicjowany losowym hardwarowym / szumowym, wszystkie znane mi libki mają inicjowanie jakiś "saltem".

NewTornus napisał:

1.Czy taki układ by zadziałał?

Nie potrzebujesz absurdalnie wysokiego wzmocnienia dwóch wzmacniaczy operacyjnych pracujących w otwartej pętli. Najczęściej spotykane schematy mają wzmacniacze o wzmocnieniu od kilkudziesięciu do kilkuset

Prawdą jest że strasznie trudno dla analogowego zrobić rozkład idealnie wg załozeń (gaussa czy biały) - algorytmem mozna zrobić co sie planuje (i panuje sie nad matematyką.
Ale też mozna utracić równość rozkładu, np nieumiejętnie po studencku zmniejszając zakres przez modulo.

Witam,
to nie jest tak ze pierwszy element bedzie szumial, musisz przetestowac wiele i wybrac ten "najlepiej szumiacy", jako element szumiacy dobrze spisuja sie diody zenera, zlacza B-E tranzystorow, zwlaszcza starszych i w.cz. germanowe byly bardzo dobre potestuj BF5xx. Dobre byly tez starsze diody w szklanych obudowach to mozesze "dolozyc" efekt foto-optyczny. Nawet sam wzmacniacz operacyjny z polaczonymi wejsciami bedzie szumial zwlaszcza te starsze jak 741, 709.
W twoim ukladzie masz bardzo maly prad diody. Inne podejscie to "odbiornik radiowy" nastawiony "miedzy falami", foto-elementy, czy elementy "ogrzewane".
W tytule wspominasz o generatorze liczb losowych, wiec czemu generator analogowy a nie cyfrowy? Powtazalnosc? mozesz dac dluzszy rejestr, co jakis czas zmieniac funkcje czy dlugosc.
Pozdrawiam

Dobra to zrobię układ tak jak na schemacie, podepnę na początku do baterii 9V dla redukcji szumów zasilania, powstawiam różne elementy tj. fotodioda, brzęczyk bez generatora itp. i podepnę dzielnikiem napięciowym na wejście analogowe Arduino

Wiele elementów w zakresie niskich częstotliwości daje szum czerwony, albo różowy. Diody Zenera mają sporą pojemność, więc szumy przy wyższych częstotliwościach maleją. Fotodioda raczej mało szumi.

AVE...

Diody germanowe można wciąż kupić, typ ostrzowy używany w m.in. układach detekcyjnych. Tu ciekawostka: ze względu na przeźroczystą obudowę ze szkła są wrażliwe na światło.
W układach ze schematów autora przydałby się kondensator filtrujący składową stałą między elementem szumiącym, a WO.
Dość dobrym źródłem szumu jest złącze B-E tranzystora, vide ten prosty schemat:



Jeszcze jedna opcja to sparować fotodiodę PIN z kryształem scyntylacyjnym i małym źródłem promieniowania. Widziałem też wariant z tubą G-M, gdzie źródłem były paciorki ze szkła uranowego...

JacekCz napisał:

Na germanach sie szumialo, ale to wieki temu, chyba nie kupisz ...

Na aukcjach pełno......

Liczby prawdziwie losowe TRN można uzyskać poprzez detekcję cząstek gamma albo beta.
Są projekty wykorzystujące tranzystory FET w funkcji czujnika. Są też wykorzystywane czujniki z liczników Geigera. Jako źródło promieniowania jonizującego dostępne ogółowi dobre są banany.
Przykład projektu Banana Random Number Generator

To do Ledów

Urgon napisał:

Dość dobrym źródłem szumu jest złącze B-E tranzystora

Dawno temu ktoś mi opowiadał, że znalazł sposób zabezpieczenia programu przed kopiowaniem: do programu dawał "klucz" podłączany do komputera, w tym "kluczu" był generator szumu na złączu tranzystora, a każdy egzemplarz programu rozpoznawał szum z tego tranzystora, który był w jego "kluczu" - każdy tranzystor szumiał inaczej, więc "klucz" był nie do podrobienia.

Może w roli źródła promieniowania jonizującego sól potasowa? Np. tabletka Kalipoz-u (niestety jest na receptę). Wadą jest mała częstotliwość impulsów. Innym źródłem może być kawałek granitu - zwykle zawiera coś promieniotwórczego. A, i może popiół z węgla... kiedyś spróbowano używać go jako dodatku do betonu, pozwalało to zmniejszyć zużycie cementu, ściany miały dobrą wytrzymałość, ale w domu poziom promieniowania był za duży, i ludzie częściej chorowali.

Z promieniowania pochodzącego z rozpadów jąder atomowych można mieć sygnał losowy, ale z małą ilością danych na jednostkę czasu - więc raczej wypada go wykorzystać do wybrania punktu startowego ciągu pseudolosowego.

AVE...

Dlatego zwykle sygnał z generatora opartego na materiale promieniotwórczym używa się jako "ziarna" dla LFSR. "Ziarno" można zmieniać za każdym razem, gdy się skumuluje dość losowych bitów...

Pin ADC można połączyć przez kondensator do dzielnika, gdzie w górnym ramieniu mamy rezystor 10kΩ, a w dolnym 3-4 diody 1N4148 połączone szeregowo w kierunku przewodzenia. Szum powinien się zarejestrować w formie losowych wartości najniższego bitu ADC...

Kolejna opcja: bierzemy moduł cyfrowego odbiornika radiowego FM i omiatamy całe pasmo. Po każdej zmianie częstotliwości bierzemy jedną próbkę z wyjścia audio. Każdą próbkę redukujemy do 2-3 bitów i sumujemy ich tyle, by uzyskać liczbę 16-bitową...

Wątek osiąga długość brazyliskiego serialu: a to jaki tak mikrokontroler dajesz

Szum napięcia diody w kierunku przewodzenia jest rzędu ułamka nV/√Hz... Szum samego ADC jest zapewne dużo większy, ale jest on kolorowy (chyba czerwony) - można by zajrzeć do noty katalogowej, może podają charakterystykę szumu.

AVE...

W rzeczywistości dla czterech diod 1N4148 łączonych szeregowo i przy podanym rezystorze wartość szumu może wynieść około 2,6mV. W pomiarach praktycznych SNR dla jednej diody przy prądzie 10µA wynosi -58,9dB, dla 100µA zaś -60dB. Przyjmując spadek napięcia 0,7V daje nam to 2,6928mV. Jeśli napięcie odniesienia ADC będzie wynosić 2,048V, to uzyskamy niezłe źródło szumów LSB. Ograniczając prąd do 1µA zmniejszymy SNR do okolic -54,1dB. Złącza B-E tranzystorów szumią bardziej, i ich szum rośnie wraz z prądem, czyli odwrotnie do diod. W sumie dodatkowy stopień wzmacniający jest wskazany...

Źródło: http://www.ciphersbyritter.com/RADELECT/MEASNOIS/NOISMEA1.HTM

EDIT:

Wkradł się błąd w moje obliczenia, bo nie doczytałem, że podane wartości są po wzmocnieniu o jeszcze 61dB. A to oznacza, że wszystkie wartości trzeba jeszcze podzielić przez 1122. Przepraszam za pomyłkę...

Dobra, na razie nie będę bawił się w promieniotwórcze banany, zrozumiałem, że jako szumiący element można użyć tranzystor z + na emiterze i - na bazie,
albo kilku takich tranzystorków...

Do wysłanego schematu jakichś wielkich problemów nie było, więc zrobię początkowo na tym schemaci, potem może ograniczę wzmocnienie.