View
12
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
GENERATOR NAHODNYCH CISEL
Jan Soubusta, Antonın Cernoch, Ondrej Haderka, Pavel Pavlıcek
Spolecna laborator optiky UP a FZU AV CRRegionalnı centrum pokrocilych technologiı a materialu
CZ.1.07/2.2.00/07.0018
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 1 / 20
Obsah
1 Uvod
2 Technicke resenıOpticka castRıdıcı elektronika
3 Falesne detekcnı udalosti
4 Provoz generatoru nahodnychcısel
5 Testy dat
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 2 / 20
Uvod
Obsah
1 Uvod
2 Technicke resenıOpticka castRıdıcı elektronika
3 Falesne detekcnı udalosti
4 Provoz generatoru nahodnych cısel
5 Testy dat
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 3 / 20
Uvod
Fyzikalne teoreticke resenı
Generatory nahodnych cısel
Prakticke system teoreticky deterministicky, ale neznamevsechny vstupnı parametry (ruleta), generatoryzalozene na sledovanı sumu (napr. elektricky sum naZenerove diode)
Fundamentalnı nahodnost prımo fyzikalnıho jevu, ktery je jakonahodny popsan i fyzikalnımi zakony
Kvantova fyzika je pravdepodobnostnı – fundamentalnı vlastnostmikrosveta, kterou nelze nijak obejıt!
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 4 / 20
Uvod
Delenı svetla na vyvazenem delici svazku
Klasicka optika
intenzitnı rozdelenı jednoho svazku svetla na dva svazky,napr. polopropustne zrcadlo, vlaknovy delic
Snizovanı intenzity svetla→ kvantovy charakternedelitelna energie – kvantum elektromagnetickeho zarenı→
FOTON
Kvantova optika
foton se nemuze energeticky rozpulit, muze proste jen ”zvolit” jednu zedvou moznych cest,tento vyber je nahodny jev v nejryzejsım smyslu
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 5 / 20
Technicke resenı
Obsah
1 Uvod
2 Technicke resenıOpticka castRıdıcı elektronika
3 Falesne detekcnı udalosti
4 Provoz generatoru nahodnych cısel
5 Testy dat
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 6 / 20
Technicke resenı
Popis generatoru
Generator ma tri castiOpticka castRıdıcı elektronikaZdroj napetı
Rozmery: 33×33×14 cm3
Vstupnı napetı: 230 V ACPrıpojka na PC: paralelnı port
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 7 / 20
Technicke resenı Opticka cast
Opticka cast
>> >>
opticka cast slozena pouze z vlaknovych komponentlaserova dioda navazana prımo do vlaknapulzy zeslabeny dvema atenuatory (hruby, jemny)pravdepodobnost detekce jednotliveho optickeho pulzuna kazdem detektoru je nastavena na cca 40 %
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 8 / 20
Technicke resenı Rıdıcı elektronika
Schema elektrickeho zapojenı
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 9 / 20
Technicke resenı Rıdıcı elektronika
Casovanı
dva cykly delky 200 nsdetekce fotonu v prvnımcyklu, v druhem nedo ADSP odeslanasekvence bitu ’10’
0 vynulovanı klopnych obvodu D, generuje se laserovy pulz3 TTL pulz z detektoru (pokud zaznamenal foton) dorazı k D7 stavy obou detektoru do pameti ADSP pres seriove porty
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 10 / 20
Falesne detekcnı udalosti
Obsah
1 Uvod
2 Technicke resenıOpticka castRıdıcı elektronika
3 Falesne detekcnı udalosti
4 Provoz generatoru nahodnych cısel
5 Testy dat
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 11 / 20
Falesne detekcnı udalosti
Falesne detekcnı udalosti – sum
Vnejsı sum potlacen dıky vlaknovym komponentam a uzavrenımzarızenı v boxu
Temne pulzy termalnı excitace nosicu v detektoru, minimalizovanytermoelelektrickym chlazenım lavinove fotodiody na−25 ◦C, presto cca 150/s, pomer temnych a signalnıchpulzu ≈ 1× 10−4
Mrtva doba po detekci ”hasenı” laviny, detektor nedetekujeAfter-pulzy falesna lavina kratce po predchozı detekci→
zanedbatelne dıky dlouhe mrtve dobe 150 ns
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 12 / 20
Falesne detekcnı udalosti
Vyvazenı pravdepodobnosti detekce
Detektor 0 po ’0’ po ’1’ nepodmınenapo startu 49.50% 43.04% 46.50%po 15 min 42.64% 41.81% 42.27%Detektor 1po startu 46.86% 46.77% 46.82%po 15 min 48.09% 48.05% 48.06%
detekcnı pravd. detektoru 0 zavisla na vysledku v predeslem cyklu– po detekci ucinnost nizsı o 6.5%vyvazenı po ustalenı teplotnı rovnovahy v generatoru (15-20minut)postup: temperace generatoru, testy dat na vyvazenost, pokud vporadku⇒ zaznam dat
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 13 / 20
Provoz generatoru nahodnych cısel
Obsah
1 Uvod
2 Technicke resenıOpticka castRıdıcı elektronika
3 Falesne detekcnı udalosti
4 Provoz generatoru nahodnych cısel
5 Testy dat
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 14 / 20
Provoz generatoru nahodnych cısel
Provoznı mody generatoru
0 zaznam klopnych obvodu D v kazdem cyklu, odeslany do PC vbloku (13 kByte), overenı bezchybne funkce generatoru
1 do PC posılany soucty bitu stavu ’1’ v 13 kB blocıch pro kazdydetektor, nastavenı detekcnı pravdepodobnosti na obou detektorech
2 do PC se prenası 8 kB bloky hrubych dat
Stavy detektoru D1 a D0 ’00’ ’01’ ’10’ ’11’Vygenerovany hruby Bit ” ’0’ ’1’ ”
3 do PC se posılajı 2 kB bloky vyvazenych dat, von Neumannovaprocedura→ ucinna, efektivita pouze 25%
par Bitu hrubych dat ’00’ ’01’ ’10’ ’11’vygenerovany vyvazeny Bit ” ’0’ ’1’ ”
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 15 / 20
Provoz generatoru nahodnych cısel
Vyvazenost generovanych dat
Hruba data Vyvazena data
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 16 / 20
Provoz generatoru nahodnych cısel
Casy a rychlost generace v jednotlivych modech.
Mod zaznam zpracovanı prenos blok cas rychlost# ms ms ms kByte ms kByte/s0 21 1 69 26 70 3731 21 24 1 - 45 -2 25 45 21 8 70 1143 25 47 5 2 72 28
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 17 / 20
Testy dat
Obsah
1 Uvod
2 Technicke resenıOpticka castRıdıcı elektronika
3 Falesne detekcnı udalosti
4 Provoz generatoru nahodnych cısel
5 Testy dat
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 18 / 20
Testy dat
Testy generovanych dat
testy nahodnych dat overujı nektere statisticke vlastnostiporovnanı s teoriı→ data testem prosla × neproslacım vıce ruznymi testy data projdou, tım je mozne datum vıce verit15 statistickych testu navrzenych G. Marsagliem nahttp://stat.fsu.edu/∼geo/diehard.html
Vysledky naseho generatoru
Hruba data prosla 7 z 15 testuVyvazena data prosla vsemy 15 testy
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 19 / 20
Testy dat
Kostrukce generatoru nahodnych cısel
JS,AC,OH,PP (SLO/RCPTM) RNG 20 / 20
Recommended