Rauschgenerator
Beitrag zum Schaltungswettbewerb 2017
von Norbert Renz
Macht man die Verstärkung groß genug, so kann man das Eigenrauschen des LM324 hörbar machen. Mit dem Material aus dem Franziskalender 2017 geht sich das gerade noch aus.
Dieses Bild zeigt das Ausgangsrauschen, welches bereits ca. 1 Vss erreicht. Mit einer zusätzlichen Verstärkung von 10x wäre bereits Begrenzung erreichbar. Der Frequenzschwerpunkt liegt allerdings deutlich unter 1 kHz. Der Piezolautsprecher ist aber im Bereich von 2 bis 3 kHz am empfindlichsten. Zum Glück liegt die Rauschinformation nicht nur in der Amplitude sondern auch in den Nulldurchgängen. Mit einer zusätzlichen Verstärkung von ca. 100x könnten diese mit extra Übersteuerung ausgewertet werden. Dadurch würden Oberwellen erzeugt, welche das niegerfrequente Rauschen, zu höheren Frequenzen hin, spreizen. Bei 100x schafft der LM324 noch eine Leerlauf-Bandbreite von ca. 10 kHz. Das gibt noch Flankensteilheiten die für den Piezo ausreichen. Mit den zwei restlichen OP kann nun eine Gegentaktendstufe gemacht werden, die die Nulldurchgänge detektiert und ordentlich Ausgangspegel macht.
Die untere Grenzfrequenz für die Ansteuerung liegt mit dem 10nF Kondensator wieder bei ca. 160 Hz. Beim Umladen des Piezos entstehen starke Stromstöße in der Betriebsspannungsquelle. Die Batterie sollte noch einen guten Zustand haben (Niedriger Innenwiderstand). Ansonsten bricht die Speisung kurzzeitig ein und der Verstärker könnte anfangen zu schwingen. Wer das nicht garantieren kann, sollte einen dicken Elko als Stützkondensator vorsehen. Das Rauschen hört sich sehr hart an. Durch die Wahl eines geeigneten Resonanzkörpers kann der Frequenzschwerpunkt noch manipuliert werden. Mit einem kurzen Papprohr hört sich das Rauschen fast schon wie Regen an. Dadurch wird auch die Lautstärke grösser. Das letzte Bild zeigt das Ausgangssignal, welches fast vollständig übersteuert ist, samt den gänzlich verrauschten Impulsflanken.
Elektronik-Labor Literatur Projekte Lernpakete Kalender Contest17