Aquí está el circuito sobre el que estás preguntando:
Laquejaesunaumentoasimétricoytiemposdecaída,perotambiénhayotrosproblemas.
Primero,ellentotiempodesubidaylosrápidostiemposdecaídasonexactamenteloquedebeesperarsedeestecircuito.EstosedebeaqueelLM311tieneunasalidadecolectorabierto.Esosignificaqueactivaactivamentelasalidaanivelbajo,perodependedelcircuitoexternoelevarlo.Esopuedeserconvenienteparaelcambiodenivel,peroresultaentiemposdesubidaycaídaasimétricos.
Hayunaimpedanciamásbajaqueconducelaseñalbajaquelaalta.Conlamismacapacitanciaenlalínea,laconstantedetiempoesmásaltaquebaja.
Lasoluciónesusaruncomparadoruopampconunidaddesalidasimétrica.Estossedirigiránalosrielesdealimentacióndeldispositivo,porloqueahoratienequecambiarlaestrategiadealimentaciónopamp.
Yaquedeseaunasalidadigitalde0-5V,comenzaríaconunopampquepuedefuncionardesde5Vytienesalidaderielariel.Haymuchosparaelegir.UnejemploeselMCP6021.TienesalidaCMOScomplementaria,compensaciónde500µVyllegaa10MHz.
Ahoradebeaveriguarcómomantenerlasseñalesdeentradadentrodelrangoválidodelopamp,queesde0-5VparaelMCP6021apartirde5V.Conelsuministrode-15Vylos24VZeners,losnivelesnominalesdeseñalestána9V.Deseaqueesténcercade2.5Venadelante.Unaposibilidadesutilizarunsuministrode-21.5Venlugardelsuministrode-15V.Estoyanoalimentaelopamp,sololaparteinferiordelosZeners,porloquenonecesitamuchacapacidadactual.Unabombadecargapuedehaceresto.
Paraobtenercréditoadicional,inclusopodríacontrolarelcircuitocerradodelabombadecargaparatratardemantenerelpromediodelasdosseñalescercade2.5V.
UnaalternativaposiblementemejoresvoltearlaentradaconlosextremosinferioresdeR1yR2atadosalsueloylosextremossuperioresalosánodosdelosZeners.Ahorasolonecesitashacerunpositivode26.5Vomenos.Nuevamente,lacorrienteestanbajaqueunabombadecargafiltradadelsuministrode+15Vpuedehacerestofácilmente.
Añadido
ElacoplamientodeCAdelasdosentradasalivialanecesidaddenuevossuministros.Yatienes+15,+5y-15voltiosdisponibles.ConelacoplamientodeCA,esoestodoloquenecesitas:
R1 y R2 forman un divisor de voltaje para hacer la mitad de la fuente de alimentación. C2 reduce el ruido en ese nodo. Sé que este es un generador de ruido, pero no es probable que el tipo de ruido en el suministro de 5 V sea aleatorio. R5 y R6 DC acoplan este voltaje del punto medio a ambas entradas opamp. Este acoplamiento es una impedancia deliberadamente alta para interferir mínimamente con el componente de CA en las entradas opamp.
R3, R4, D1 y D2 son sus fuentes de ruido de descomposición de avalanchas como antes. C3 y C4 acoplan los componentes de CA de ese ruido a las entradas opamp.
Con los valores que se muestran, la reducción del filtro de paso alto es de aproximadamente 160 mHz. Eso significa que el resultado no es realmente aleatorio, ya que a largo plazo se truncarán las secuencias continuamente altas o bajas. Sin embargo, a frecuencias tan bajas hay otras fuentes de error de todos modos.
Generación de flujo de bits aleatorio
No dices cuál es tu aplicación, pero lo más probable es que el intento no logre obtener el último punto de la verdadera aleatoriedad del circuito. Por lo general, al generador de ruido aleatorio electrónico le sigue una función de hash digital.
Un generador CRC es un buen ejemplo. Un CRC de 32 bits es un buen generador pseudoaleatorio. A menos que mire secuencias muy largas en las que los estados limitados de 2 32 se vuelven relevantes, los fragmentos de secuencia son prácticamente indistinguibles de las señales verdaderamente aleatorias. Todo lo que necesitas es darle al CRC una patada aleatoria ocasional, y el resultado se vuelve básicamente aleatorio.
En este caso, cada vez que desee un nuevo bit aleatorio, introduzca el resultado detectado por el umbral de este circuito en el CRC y use el bit desplazado hacia el final. Incluso si este circuito tuviera una correlación u otros patrones en unos pocos bits, el CRC generará esos a corto plazo. La aleatoriedad del circuito cubrirá la no aleatoriedad del CRC a largo plazo.
