Генератор шума

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3346373/18-09 . (22) 15.10.81 (46) 07.09.83. Бюл. и 33 (72) С.Н. Лехин (71) Псковский филиал Ленинградского, ордена Ленина политехнического института им. М.И. Калинина (53) 621.373.43(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 614517, кл. Н 03 В 29/00, 1978 (прототип). (54)(57} ГЕНЕРАТОР ШУМА, содержащий последовательно соединенные источник псевдослучайной последовательности импульсов, регистр сдвига, блок. многоканальных перемножителей и сумматор, -генератор синхронизирующих сигналов, выход которрго подключен к другому входу регистра сдвига, и фильтр нижних частот, о т л и -ч а ю щ и .й с я тем, что, с целью повышения стабиль ности дисперсии и спектральной плот. ности, в него введены генератор прямоугольных квадратурных сигналов и цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к входу фильтра нижних частот, при этом выходы генератора прямоугольных квадратурных сигналов подключены к .соответствующим входам блока многоканальных перемножителей. Я

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительных устройствах при исследо- вании помехоустойчивости радио- и гидролокационных систем.

Известен генератор шума, содержащий последовательно соединенные источник псевдослучайной последовательности импульсов, регистр сдвига, блок многоканальных перемножителей 10 и сумматор, генератор синхронизирующих сигналов, выход которого подключен к другому входу регистра сдвига, и фильтр нижних частот (1) .

Недостатком известного генератора шума является относительно невысокая стабильность дисперсии и спектральной плотности.

Цель изобретения - повышение стабильности дисперсии и спектральной 21» плотности.

Укаэанная цель достигается тем, что в генератор шума,,содержащий последовательно соединенные источник псевдослучайной последовательности импульсов, регистр сдвига, блок многоканальных перемножителей и сумматор, генератор синхронизирующих сигналов, выход которого подключен к другому входу регистра сдвига, и фильтр нижних частот, введены генератор прямоугольных квадратурных сигналов и цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к Bb(ходу сумматора а выход - к входу фильтУ

35 ра нижних частот, при этом выходы генератора прямоугольных квадратурных сигналов подключены к соответствующим входам блока многоканальных перемножителей.

На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора шума.

Генератор шума содержит источник 1 псевдослучайной последовательности

45 импульсов, регистр 2 сдвига, блок 3 многоканальных перемножителей, сумматор 4, генератор 5 синхронизирующих .сигналов, фильтр 6 нижних частот, генератор 7 прямоугольных квадратурных сигналов, цифроаналоговый преобразователь 8, элементы 91-9; многоканальных перемножителей, многоканальные -перемножители !О и 11.

Генератор шума работает следующим образом.

С источника 1 псевдослучайной последовательности импульсов сигнал поступает на вход регистра 2 сдвига

590 2 и под действием сигналов частоты Я. с выхода генератора 5 синхрониэирующих сигналов происходит последовательное во времени смещение мгновенных значений псевдослучайной последовательности импульсов("0" или "1")по ямейкам

: регистра 2 сдвига. При разрядности регистра 2 сдвига равной N после и импульсов генератора 5 синхрониэирующих сигналов на выходах регистра 2 сдвига одновременно формируется N псевдослучайных последовательностей импульсов, идентичных входной, но сдвинутых относительно нее, Генератор 7 формирует однополярные прямоугольные квадратурные сигналы частоты (,» . Приняв амплитуду выходных сигнао лов генератора 7 за единицу, можно представить напряжение на первом выходе генератора 7 в виде

1 эign cos4lpt т — —"

Соответственно напряжение на втором выходе генератора 7

sIgn sIn(M t<(()

1 s i я и (- э и 4»() т. )

На выходе i--го канала (элемента 91) первого многоканального перемножителя 10 блока 3 многоканальных перемножителей формируется сигнал (l= it l (-"- - - (— ), где Х (t) - функция, описывающая псевдослучайную последовательность на l M выходе регистра 2 сдвига и принимающая значения "О" или " 1", Многоканальные перемножители выполнены в виде сумматоров по модулю два.

Воспользовавшись свойством операции суммирования по модулю два, Z = ХФУ = XY+XY а также учитывая, что

X (t) = 1 - X„ (tj

1 у*э", " и (— т — — --,) после очевидных преобразований пол.чим

С ()= — - Х (tjJ sign cosQ t+

3 о

Аналогично (»а выходе,)-го канала (элемента 9; ) второго многоканально -c перемножителя 11 формируется сигнал () ()@(.1 slrSn("Б(Гзьзцй)

5» t=X> t L 2 1 „1 ., 1 2 4 ) — - Х" (й) sign{-sinQ t) Ф- °

3 10405

На выходе сумматора 4 получается сум. марный сигнал с выходов многоканальх перемножителей 10 и 11, который можно записать в виде

У"(t) =E. (+N;(t)jsi(t ncos

„-1 2. )=1

"(--Xj(t)jsi(tn(-ein

+Y>(t) } фп(-& п и,т,)+ и, Составитель Н. Чеканова

Редактор С. Квятковская Техред}},Костик

4Ю

КорректорО, Билак, Тираж 936. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6946/57

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 где и - число каналов многоканальных перемножителей 10 и 11.

Сигнал Y+(t) представляет собой . двоичное число, так как сигнал})},по" ступающие на сумматор 4 с выходов перемножителей 10 и li, представляют. собой последовательности логических нулей и единиц, т.е. одноразрядные двоичные числа.

В цифроаналоговом преобразователе

8 формируется аналоговое напряжение, соответствующее сигналу Y (t), а

% фильтр, 6 нижних частот осуществляет: преобразование

sign cos03 t cosMpt

sign(s i n apt) з п} }о1 .Таким образом, на выходе генера» . тора шума формируется сигнал

Yz (t) cosГд@t У (t) s inu tp причем составляющие У и Y+ при со" ответствующем выборе выходов регистра

2 сдвига представляют собой некоррелированные, центрированные, распреде":.ленные по нормальному, точнее по бино З5 миальному закону, случайные величины.

Исходя из представления узкополосного шумового сигнала X(t) через квад-. ратурные составляющие

X(t) = A(t)cos(,tФ.(p(t))

"с()сов / о " Ac(t)s}n(Opt (следует, что на выходе предлагаемого устройства формируется узкополосный нормальный шум с центральной частотой

Qp, ойределяемой,параметрами генера- -45 тора 7 прямоугольных квадратурных сигналов. форма энергетического спектра вырабатываемого шума симметрична .

90 4 и определяется формой спектра квадратурных компонент Y и У<, ко1орая мос жет быть определена из соотношения

ЯУ (я) = WV () = - — >

rye(d - текущая частота;

52 - частота генератора 5 синхронизирующих сигналов;

K - -коэффициент, принимающий значения от 1 до и и зависящий от порядка чередования выходов регистра 2 сдвига, сое" диненных с входами многоканальных перемножителей 10 и 11, Видно, что ширина спектра формируемого шума зависит от частоты Я сигнала, вырабатываемого генератором

5 синхронизирующих сигналов.

Таким образом, изобретение позволяет существенно повысить стабильность дисперсии и спектральной плотности, Использование цифровых узлов при формировании шумового сигнала позволяет реализовать практически весь генератор шума в виде единой микросхемы. Особенностью предлагаемого генератора является использование типовых узлов цифровой техники, возможность независимой регулировки в широких пределах ширины спектра и центральной частоты шумового сигнала, а также. возможность повторения реализации шума при принудительной установке источника 1 псевдослучайной последовательности, генератора 5 синхронизирующих сигналов, регистра 2 сдвига и генератора 7 прямоугольных квадратурных сигналов в исходное со" стояние. Ilp отключении генератора 7 устройство формирует широкополосный шумовой сигнал с нормальным законом распределения.

Использование изобретения позволит получить экономический эффект от упрощения устройства и уменьшения затрат на обслуживание вследствие повышения стабильности.