ELEKTRO FORUM

Hallo,

zum Test eines Stücks Hardware benötige ich zufällige Signale.
Bisher
stelle ich mir die Signale wie folgt her: zwei offene Verstärker
deren Ausgänge diskriminiert werden. Die zwei Diskriminatorausgänge
werden verodert und noch zum Systemtakt synchronisiert. Dann gehts
zusammen mit dem Systemtakt und anderen Signalen zu der zu testenden
Hardware.

Zur Anschauung noch etwas ASCII-Art (fixed size font):
| |
| |
| / | / |
|/ | |/ | |- +--------+
A1 | D1 +---| |----| | Design |
| )------|D Q|---------| under |
+---| / | | | Test |
| | | |-/ +-|> | +---| |
| | | OR | |----| | | |
| / | / | | +--------+
|/ | |/ +------------+
A2 | D2 | CK

Das funktioniert bisher ganz gut und über die Diskriminatorschwellen
lässt sich die Rate (ca. 1MHz) der zufälligen Signale ganz gut ein-
stellen.

Was ich allerdings nicht richtig einschätzen kann ist wie gut bzw.
wie zufällig die Signale wirklich sind. Wenn ich die Abstände der
einzelnen Pulse aufhistogrammiere (Abstände in Perioden Systemtakt),
dann erhalte ich einen schnell fallenden Verlauf. Könnte eine
e-Funktion sein - habe ich aber noch nicht überprüft.

Wie zeige/teste ich in diesem Fall die Zufälligkeit? Bin für jeden
Hinweis dankbar!

Vielen Dank!

Uwe

> zwei offene Verstärker
a) es sollten zwei getrennte ICs und nicht ein Dual-OP sein.
b) die klappern vermutlich trotzdem korreliert über Netzbrumm
der über Versorgung oder Felder&Wellen an die Eingangspins kommt.
Es gibt wohl analoge Rauschgeneratoren speziell für analoges
Ausgangssignal. Aus Aufwandsgründen bei Nf ( Z-Diode ) oder für Hf
generell.
Aber wenn man einen binären Bitstrom will und definierte Qualität
unabhängig von der Raumtemperatur sind LFSR wohl gängiger.

> Die zwei ... werden verodert
Zur Verwurstelung von statistischen oder PN Bitströmen
gibt es Literatur bezüglich Krytografie und hier wohl relevanter
stochastische Rechentechnik. Massen "Stochastische
Rechentechnik" Hanser 1977 ist recht lesbar, er wurde von
selbstgefälligen Akademiologen deswegen in Buchbesprechungen
heftig kritisiert.
Ein XOR-Gate macht z.B. Multiplikation. Andere gateartige
Schaltungen auch Addition, Subtraktion.
Ein OR-Gate alleine macht wohl keine solche Grundfunktion.

> Wie zeige/teste ich in diesem Fall die Zufälligkeit?
Müsste man definieren was man will: gleichverteiltes
Signal mach LFSR m-Sequenz. http://www.embeddedFORTH.de Heft 5
Sequenzen mit niedriger Korrelation machen im einfachsten Fall
Gold-Sequenzen. Dazu gibts zwei Bücher: Lüke
"Korrelationssignale"
und Fan, Darnell "Sequence Design". Lüke ist leichter zu lesen.
Zu Gold kann ich bei Bedarf Scanner anwerfen, aber google
wird wohl auch schon was finden. Auch die genannten
Standardwerke sind gutes google-Futter: substantielle pdfs
zitieren solche Literatur gerne.

MfG JRD

Ohne jetzt auf deine konkreten Fragen eingehen zu koennen, aber was
spricht gegen den Klassiker Pseudonoisegenerator mit rückgekoppeltem
Schieberegister?

Bei deiner Schaltung sehe ich auch noch ein moegliches Problem beim
Flipflop: Wenn Clockflanke und Datenflanke gleichzeitig kommen kann
das zu metastabilen Zustaenden am Ausgang fuehren und unter Umstaenden
deine Testschaltung stoeren. In diesem Fall wird der Datenausgang des
Flipflops kurz high und faellt dann wieder auf low. Um das zu
verhindern solltest du noch eine weitere Flipflopstufe dahinter
schalten.

Mathias.

"Uwe Stange" <uwe.stange@freenet.de> schrieb im Newsbeitrag
news:2tjtf8F21f6erU1@uni-berlin.de...
>
> zum Test eines Stücks Hardware benötige ich zufällige
Signale. Bisher
> stelle ich mir die Signale wie folgt her: zwei offene Verstärker
> deren Ausgänge diskriminiert werden. Die zwei
Diskriminatorausgänge
> werden verodert und noch zum Systemtakt synchronisiert. Dann gehts
> zusammen mit dem Systemtakt und anderen Signalen zu der zu testenden
> Hardware.
>

Warum sollten 2 gemischte Verstaerkersignale zufaelliger sein, als eines ?
Da gibt es keinerlei Grund fuer.
Warum sollte ein offener Verstaerkereingang zufaellig sein ? Der produziert
doch etwas, das irgendeinen Zusammenhang (Korrelation) hat mit dem was
reinkommt, und das was reinkommt wird Netzbrumm und Deutschlandfunk sein.
Der Klassiker waere kurzgeschlossener Verstaerkereingang. Der rauscht
aber eher wenig, so das auch wieder Einstreuungen und Brumm ueberwiegen.
Also Verstaerkereingang direkt an Transistor in BE Durchbruch, Z-Diode oder
Rauschdiode angeschlossen.

Ein schneller Test des (digitalen) Rauschsignals ist die Abbildung auf einem
Bildschirm, mit einstellbarer Pixelanzahl. Ergeben sich opzisch erkennbare
Muster, ist was faul.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read Art of Electronics Horowitz/Hill before you ask.
Lese Hohe Schule der Elektronik 1+2 bevor du fragst.

> mit niedriger Korrelation im einfachsten Fall Gold-Sequenzen.
War ich wohl etwas verwirrt: es werden nicht zwei Signale
eingespeist ( das andere ist ja nur der Takt ) also ist
Kreuzkorrelation und damit Gold-Sequenzen uninteressant.

MfG JRD

Hallo,

Rafael Deliano schrieb:
> Aber wenn man einen binären Bitstrom will und definierte
Qualität
> unabhängig von der Raumtemperatur sind LFSR wohl gängiger.

Das wird es wohl werden. Dann habe ich den ganzen Umstand mit weg-
laufenden Diskriminatorschwellen nicht mehr. Bei bekanntem Start-
wert sind LFSR reproduzierbar, oder? Das hilft ungemein falls ich
tatsächlich Fehler finden sollte.

> "Stochastische Rechentechnik" Hanser 1977
> http://www.embeddedFORTH.de Heft 5
> Lüke "Korrelationssignale"
> Fan, Darnell "Sequence Design"
Danke für die Hinweise.

> MfG JRD
Ciao,

Uwe

Hallo,

Mathias Weierganz schrieb:
> Ohne jetzt auf deine konkreten Fragen eingehen zu koennen, aber was
> spricht gegen den Klassiker Pseudonoisegenerator mit rückgekoppeltem
> Schieberegister?
Nichts! Klar, kenne ich. LFSR habe ich nur noch nie verwendet. Das
wird es wohl werden. Irgendwo fliegt noch ein Experimentierboard mit
FPGA rum. Da kann ich das gleich mal ausprobieren.

> metastabilen Zustaenden
Ist bekannt. Mal eine ganz ketzerische Frage: das Problem der Meta-
stabilität wird von dem zweiten zusätzlichen Flip Flop aber nicht ge-
löst, oder? Ich drücke damit nur die Wahrscheinlichkeit dass ein
metastabiler Zustand auftritt.

> Mathias.
Danke,
Uwe

Hallo,

MaWin schrieb:
> Warum sollten 2 gemischte Verstaerkersignale zufaelliger sein, als eines ?
> Da gibt es keinerlei Grund fuer.
Das habe ich nicht behauptet :-) Das ist ein "gewachsener" Aufbau,
der im Moment halt zwei Verstärker verwendet. Inzwischen haben einige
zu einem rückgekoppelten Schieberegister geraten. Dann fallen die
Verstärker eh weg.

> Ein schneller Test des (digitalen) Rauschsignals ist die Abbildung auf
einem
> Bildschirm, mit einstellbarer Pixelanzahl. Ergeben sich opzisch erkennbare
> Muster, ist was faul.
Nun, die Pulse habe ich mir schon auf einem Analysator angeschaut.
Muster habe ich dabei keine erkannt. Das ist ein erster Anhaltspunkt,
aber halt auch nicht mehr.

Danke,

Uwe