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Voglio jitter!

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[11] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 12 mag 2022, 16:00

Quello che avevo in mente io era un po piu complesso, ma ti darebbe un bel po di variazioni casuali o semi-casuali ... ho estratto la parte interessata da uno schema piu vecchio, che avevo realizzato una ventina di anni fa, quando i micro erano ancora troppo costosi per usarli in un giocattolo.

Questa parte generava un tono audio che continuava a cambiare a caso, i valori originali per te non andrebbero bene probabilmente, perche' gli oscillatori fatti con gli inverter andavano da circa 1Hz a circa 6Hz, mentre l'uscita audio andava da circa 500Hz a circa 3KHz, ma basta usare dei valori diversi per avere le variazioni con le velocita' che ti servono (non sapendo quali siano, non posso suggerirteli io, ma sono sicuro che ne sai piu di me ;-) ), mentre la scala resistiva era la solita scala R/2R che si usava una volta per farsi i convertitori A/D a logiche discrete, ma senza valori di precisione perche' non mi serviva la precisione ma la casualita'.

Non l'ho ridisegnato con fidocad perche' l'avevo gia li fatto, per cui ho fatto solo taglia e incolla.

pseudo-random-audio.png
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sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.
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[12] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 12 mag 2022, 19:17

Modifico uno degli schemi, questo dovrebbe funzionare ancora meglio:

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[13] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 12 mag 2022, 19:39

Se è solo per un test da eseguire in laboratorio puoi utilizzare un segnale audio musicale qualsiasi oppure un segnale generato da un microfono
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[14] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto Utenteboiler » 12 mag 2022, 23:53

Grazie a tutti per le numerose risposte!

Ho provato a simulare l'idea di Foto UtenteMarcoD ma non ottengo il risultato sperato (o non ho capito come funziona). L'effetto che ho ottenuto è una modulazione data dall'oscillatore piú veloce sull'ingresso di quello a frequenza piú bassa, ma dato che l'uscita passa ancora per un trigger di Schmitt, quella modulazione viene annullata.

Interessante la proposta di Foto UtenteEtemenanki, grazie di averla postata. Però benché il concetto sia semplice, come complessità circuitale non ci siamo. Io speravo in qualcosa di ultra-compatto e semplice, che orbitasse attorno ad un opamp, un comparatore o un paio di porte logiche.

Anch'io avevo avuto l'idea proposta da Foto UtenteBrunoValente di usare un microfono. Ci sono microfoni con uscita PDM, basterebbe passarne l'uscita per un divisore fino ad ottenere la frequenza desiderata.

Ci ho rimuginato un po', mi sembra una di quelle situazioni rischiose: è allettante mettere in piedi un circuito che generi complessità e rumore a iosa, ma si rischia di mascherare il tutto:
  • Nell'esempio dei due oscillatori che si miscelano, se non si fa attenzione si ottiene in uscita solo una delle frequenza, senza miscelazione, come se il secondo oscillatore non ci fosse.
  • Usando un divisore dopo il microfono, la durata tra due commutazioni dell'uscita è data dal numero di impulsi positivi in uscita al microfono. Il microfono però usa un clock dalle parti dei 2 MHz o oltre. Se divido fino ad arrivare a 100 Hz, raccolgo una quantità tale di impulsi per cui sì, la loro distribuzione sarà diversa e abbastanza randomizzata, ma la quantità necessaria arriverà sempre piú o meno nello stesso lasso di tempo (la frequenza che desidero è sotto la banda audio e il segnale audio in genere ha valor medio nullo, spero si capisca cosa voglio dire)
  • Lo stesso problema si avrebbe con una sorgente di shot noise, come la classica giunzione polarizzata inversamente.
A questo punto credo che opterò per un LFSR. Lo stream che generano ha caratteristiche ben note (se si sceglie il polinomio di feedback corretto), proprio anche in merito a durata e distribuzione delle sequenze di bit uguali.

Me la cavo con due SOIC-14: uno shift register e un quad-XOR con ingressi a trigger di Schmitt.
Come detto, anche se ho deciso di prendere un'altra strada, apprezzo molto la discussione e possiamo continuarla, se avete altre idee :ok:

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[15] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto UtenteGioArca67 » 12 mag 2022, 23:57

Ma un generatore di rumore seguito da un VCO?
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[16] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 13 mag 2022, 8:10

Sono stupito che la simulazione non soddisfi. Forse i valori che avevo introdotto non sono corretti. Prova con i seguenti:

In un prossimo messaggio traccerò gli andamenti che mi aspetto.
O_/

p.s.: la frequenza del disturbo NON deve essere un numero intero multiplo dell'oscillatore principale, se gli oscillatori si sincronizzano fra loro il jitter non si crea.
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[17] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto Utenteboiler » 13 mag 2022, 9:10

GioArca67 ha scritto:Ma un generatore di rumore seguito da un VCO?

Ottenere un circuito con le giuste caratteristiche di banda mi sembra a naso difficile.

@ Foto UtenteMarcoD
A meno di errori, questo è il tuo ultimo schema (con un condensatore da 9.1nF invece di 10 per garantire che le frequenze non siano multiple tra loro, anche i propagation delays dei due gates sono diversi):
jittergen_S1.PNG

Come vedi quei 100k di "feedforward" sono troppi, su 100n non muovono minimamente il segnale all'ingresso del secondo gate. L'uscita è puramente il segnale del secondo oscillatore.

Se abbasso la resistenza, arriviamo ad un punto in cui si vede come il primo oscillatore riesce a sporcare la tensione su C2, ma non sufficientemente da raggiungere il threshold di A2:
jittergen_S2.PNG


Se continuo ad abbassare, arrivo ad un punto in cui il primo oscillatore diventa dominante e i ruoli si invertono. A questo punto l'uscita riflette il primo oscillatore e il secondo non ha influsso:
jittergen_S3.PNG


Inserendo un diodo in serie con il resistore che accoppia i due oscillatori si riesce a fare qualcosa, ma non ho ancora trovato una configurazione felice ;-)

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[18] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 13 mag 2022, 9:23

R1 100 k non influisce sulla pseudotriangolare
R1 1k è troppo poco, sincronizza l'oscillatore principale sul jitter.
Prova a mettere R1 10 k , vediamo se almeno dentella a triangoli la triangolare.
E , oppure abbassa la frequenza del jitter portando C1 da 9.1 a 22 nF.
O_/
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[19] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 13 mag 2022, 9:29

Mi pare che le porte A1 e A2 abbiano poca isteresi, mi sarei aspettato una isteresi di 1/3 della escursione dell'uscita. Ma potrei sbagliarmi.
La tensione di uscita dell'onda quadra è 1 Vpp ? Alimentato a 1V, non 5 o 3,3 V?

Se in simulazione, realizzalo con amplificatori operazionali: hai un controllo sulla isteresi.
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[20] Re: Voglio jitter!

Messaggioda Foto Utentedadduni » 13 mag 2022, 9:36

A questo punto credo che opterò per un LFSR.
...
Me la cavo con due SOIC-14: uno shift register e un quad-XOR con ingressi a trigger di Schmitt.

So che è una soluzione già proposta, ma perché l' LFSR non lo realizzi con un micro? Non ho capito quali range di frequenze servono, ma se non sono eccessivamente alte un AtTiny ha un formato 8pin, oscillatore interno RC (non è nemmeno preciso che in questo caso è meglio).

Occupi ancora meno spazio di una quad XOR, e sarebbe anche riprogrammabile!
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