Ideas para solucionar problemas de un generador de ruido en una PCB

Estoy construyendo un "dado" electrónico que usa un ATTiny84 para muestrear el ruido de avalancha de un 2N2222 en polarización inversa y generar números aleatorios, que luego se muestran en 2 pantallas de 7 segmentos. Este es el esquema completo de todo el circuito.Cuando hice un prototipo de esto en una placa de prueba, funcionó bien, así que decidí pasar a "producción" y ponerlo en una PCB.

Desafortunadamente, el generador de ruido en la PCB tiene algunos problemas: no parece estar emitiendo (la "salida" es el colector del 2N3904) una señal ruidosa.

Ahora, como soy un estudiante con recursos limitados, generalmente iría al laboratorio de la universidad y usaría uno de sus maravillosos osciloscopios para solucionar los problemas de las señales; sin embargo, han cerrado todos los laboratorios por renovación o algo así y no puedo usar su equipo.

Por lo tanto, pido algunas sugerencias sobre cómo solucionar problemas con las herramientas que tengo: equipo de soldadura/desoldadura y un multímetro digital básico. Ya confirmé que todos mis rastros están intactos y van donde deberían, y que los voltajes constantes son lo que deberían ser. Todos los demás componentes del circuito funcionan a la perfección, excepto este generador. ¿Cómo puedo obtener más información al respecto con lo que tengo, y/o hay algo que estoy pasando por alto que podría explicar el problema?

Muchas gracias por tu ayuda.

Buena pregunta..
No hay esquema. ¿Qué evidencia tienes de que el cruce está realmente avalancha? ¿Cuánta corriente? Este no es un modo de operación probado, por lo que es posible que algunos tipos o muestras de transistores funcionen mejor que otros.
@SpehroPefhany, sí, hay un esquema en la pregunta original. Además, sé que hubo una avalancha en la placa porque en ese momento pude usar los visores de la Universidad y pude ver la avalancha por mí mismo. No se preocupe, hice mi investigación, probé muchos transistores y configuraciones diferentes, y este es el que mejor funcionó :)

Respuestas (2)

Re esquemático, a veces las imágenes tardan en aparecer, supongo, y no vi una referencia a ellas en el texto.

¿Ha medido los voltajes de CA para ver si el transistor produce algún ruido? Multímetro en el rango de CA, la mayoría están acoplados a CA, por lo que en un rango de 200 mV puede ver un ruido de 100 uV para 3,5 dígitos y 10 uV para un multímetro básico de 4,5 dígitos.

Está utilizando un esquema de sesgo feo para T3 (¿por qué no Q3?), Depende de beta.

Si no puede mejorarlo, ajuste R21 para que el voltaje en el colector de T3 esté donde debería estar (parece que alrededor de +1 V lo pondría en el medio de la oscilación disponible).

He medido voltajes en todos los puntos del circuito de ruido: en la unión de ruido, mido 8,2 V CC, que coincide con lo que debería ser el voltaje "estable". No puedo decir si hay ruido además de eso, obviamente, ya que mi multímetro no es tan preciso. En la base del 2N3904 mido 3.5VDC y en la entrada colectora/analógica del ATTiny mido 2.1. Todos estos son consistentes con los voltajes "estables" que quiero; desafortunadamente con mi MM no veo ningún ruido. Me temo que no tiene un rango de CA de 200 mV.
@AsaGraf ¿Por qué querrías que el 2N3904 esté casi desviado? Y sospecho que no está midiendo 3.5V en la base o algo anda muy mal. No debe ser más de 700 mV CC. <rant> ¿Qué programa #$#*&$# está usando que crea esquemas que se ven iguales ya sea que las líneas cruzadas estén unidas eléctricamente o no? </rant>

OK, estoy ampliando un poco el comentario de Spehro. No he mirado el ruido de avalancha en los transistores. Pero tengo en diodos zener. (Misma física diferente dispositivo). Lo que encontré fue que el ruido de la avalancha cambió mucho de un dispositivo a otro. Entonces, una opción sería probar diferentes transistores, hasta encontrar uno ruidoso.
Si tuviera más voltaje de suministro de energía, tengo un excelente circuito de ruido (reproducible) que usa un zener de 20 V a baja corriente.

Tienes toda la razón: en mi investigación y retoques también descubrí que eso es cierto. Cuando estaba probando esto, pude confirmar su ruido porque en ese momento TENÍA acceso a los 'ámbitos' de la Universidad. Los componentes de la PCB son exactamente los mismos que estaban en la protoboard. Entonces, en mi opinión, el problema tiene algo que ver con estar en la propia placa de circuito impreso, o la transición de la placa de pruebas a la placa de circuito impreso. Como non-sequitur, ¿puedes mostrarme ese circuito Zener? Es demasiado tarde para revisar mi diseño, ¡pero este proyecto realmente ha despertado mi interés en los circuitos intencionalmente ruidosos!
Para que quede claro, no solo me refiero a transistores con diferentes números de pieza. Pero obtendrá diferentes cantidades de ruido de partes con el mismo número de parte. No hay mucho en el circuito zener. dropbox.com/s/9hho4tfh7gqd882/DSCF0055.JPG (hmm, corté la parte superior de mis rasguños de pollo... R es de 1 Mega a ~ 200k más o menos, lo importante es la corriente zener, por lo que tendría que ajustar para diferentes voltajes de fuente de alimentación.) La salida puntiaguda que obtiene es asimétrica, por lo que puede agregar dos fuentes de ruido de polaridad opuesta juntas. El BW no es tan bueno, el ruido es plano a ~ 500 kHz.
¡Gracias! Sí, lo entendí totalmente: este fue el par de 2N2222 que funcionaron mejor de los que estaban en mi caja de piezas. Todos se desempeñaron de manera similar y hubo una mayor diferencia entre diferentes números de pieza, pero sí, hubo variación en el "mismo" componente.
En cuanto al circuito Zener, puedo intentarlo pronto cuando el laboratorio se abra nuevamente: ¡tienen las fuentes de alimentación que pueden darme esos voltajes! Cuando estaba investigando para este proyecto, me encontré con el ruido Zener, pero me centré explícitamente en generar ruido a partir de transistores.
Problemas de proto-PCB RE. Las únicas veces que tuve problemas para ir a una placa de circuito impreso fue en un circuito con algunas impedancias altas y un plano de tierra en la placa de circuito impreso. Esto provocó un exceso de capacitancia a tierra. No veo impedancias tan altas en tu circuito. (Bueno, el sesgo extraño para su 2n3904, pero eso no debería importar). Re: circuito de ruido zener. Dos advertencias. 1.) el circuito es sensible a la luz de la habitación, más luz menos ruido. 2.) Solo he usado zeners Fairchild. No sé si otros fabricantes funcionarían.
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