Rauschgenerator

Rauschen

Rauschgeneratoren sind Vorrichtungen, die regellose, zufällige (meistens elektrische) Signale liefern. Rauschgeneratoren können als Zufallsgeneratoren dienen, werden aber auch vielfach zu Messungen in der Elektroakustik und Hochfrequenztechnik eingesetzt.

Weißes Rauschen

Die Regellosigkeit des Rauschsignals bedingt aus mathematischen Gründen, dass es sich über ein gewisses Frequenzspektrum erstreckt. Beim Idealfall weißes Rauschen ist die Intensität bei allen Frequenzen gleich; genauer ausgedrückt, die spektrale Leistungsdichte des Rauschens ist unabhängig von der Frequenz. In der Praxis kann diese Eigenschaft immer nur näherungsweise gegeben sein, d.h. oberhalb und auch unterhalb einer bestimmten Frequenz nimmt die Signalstärke ab.

Methoden

Zenerdiode (Länge ohne Anschlussdrähte ca. 4 mm)

Rauschgenerator mit Z-Diode

• Verstärkung rein zufälliger Stromfluktuationen in Dioden, Transistoren und (früher) Elektronenröhren. Insbesondere eignen sich hier Zener-Dioden (Z-Dioden), die für wenige Eurocent erhältlich sind. Auch beim experimentellen Global Consciousness Project werden auf dieser Basis arbeitende Zufallsgeneratoren eingesetzt. Für Anwendungen in der Hochfrequenztechnik sind spezielle Rauschdioden auf dem Markt. Des Weiteren wird das thermische Rauschen in elektrischen Widerständen als Quelle in Rauschgeneratoren für messtechnische Zwecke benutzt.
• Erzeugung von pseudozufälligen Folgen von Einsen und Nullen in digitalelektronischen Pseudozufallsgeneratoren und mit Hilfe spezieller Software. Solche Folgen sind streng deterministisch, d.h. sie wiederholen sich nach einer bestimmten Zeit exakt, doch ist diese Eigenschaft häufig tolerierbar oder sogar erwünscht.
• In Sonderfällen werden auch so genannte turbulente (im Gegensatz zu laminaren) Strömungen von Gasen oder Flüssigkeiten als Rauschquelle herangezogen, z.B. aus einer Düse ausströmende Druckluft. Die rauschartigen Druckschwankungen bzw. Schallsignale, die bei solchen Vorgängen auftreten, sind allerdings nur in einem vergleichsweise schmalen Frequenzbereich nutzbar.