Генератор нормального случайного сигнала с заданным энергетическим спектром

 

ГЕНЕРАТОР НОРМАЛЬНОГОСЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРОМ, содержащий блок синхронизации , первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами генератора линейно-частотно-модулированньк колебаний и функционального преобразователя,выход которого соединен с управляющим входом модулятора , информационный вход которого подключен к выходу источника шума, а выход модулятора соединен с первым входом первого умножителя, и второй умножитель, выход которого является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит резонатор (Л и коммутатор, первый, второй и трес: тий вьпсоды которого соединены соответственно с первым входом второго умножителя, с управляющим входом резонатора и с вторым входом первого умножителя, выход которого соединен с информационным входом резонатора, выход которого соединен с вторым О) входом второго умножителя, третий О) выход блока синхронизации соединен с управлякяцим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом генератора линейноо частотно-модулированных колебаний.

(!9) ((() СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1О6 А

4(5() G 06 F 7 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3696067/24-24 (22) 31. 01. 84 (46) 07.07.85. Бюл. 1(t 25 (72) В.Н.Синцов (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (53) 681. 325 (088. 8) (56) 1. Бобнев М. П. Генерирование случайных сигналов. М,, "Энергия", 1971, с. 54-71, 2. "Зарубежная радиоэлектроника", 1982, У 4, с. 15.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3624296/24-24, кл. G 06 F, 15.05.83 (прототип).

4. Узлы магнитоэлектронные на основе спинового эха. Термины и определения. ОСТ 4Г 0.306.206-83.

5.Петров М.П.и Степанов С.И. Обработка информации в радиотехнических системах методом спинового эха.

Обзор, сер. 1. "Электроника СВЧ", вып.10 (385). М., ЦНИИ, "Электрони ка", 1976.

6. Кочемасов В.Н,, Белов Л.А. Оконешников В.С. Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией.

М., "Радио и связь", 1983.

7. Аналоговые и цифровые интегральные схемы. Под ред. С.В.Якубовского. М., "Советское радио", 1979, с. 231 — 240.

8. Титце У,, Шенк К. Полупроводt никовая схемотехника. Пер. с нем. под ред. А. Г.Алексеенко, М., "Мир", 1982, с. 158 — 176, 276 — 286. (54) (57) ГЕНЕРАТОР НОРМАЛЬНОГО СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЬМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРОМ, содержащий блок синхронизации, первый и второй выходы которого соединены соответстве((но с входами генератора линейно-частотно-модулированных колебаний и функционального преобразователя, выход которого соединен с управляющим входом модулято" ра, информационный вход которого подключен к выходу источника шума, а выход модулятора соединен с первым входом первого умножителя, и второй умножитель, выход которого является выходом генератора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит резонатор и коммутатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соот.ветственно с первым входом второго умножителя, с управляющим входом ре" зонатора и с вторым входом первого умножителя, выход которого соединен с информационным входом резонатора, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя, третий выход блока синхронизации соединен с управляющим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом генератора линейночастотно-модулированных колебаний.

11661

Изобретение относится к радиотехнике и может использоватьСя в имитаторах сигналов и помех.

Известен аналоговый генератор случайного сигнала, содержащий по" 5 следовательно соединенные генератор шумового сигнала и формирующий фильтр (11 .

Однако такой генератор обладает невысокой точностью и стабильностью, особенно при формировании сигналов, энергетический спектр которых опйсывается сложными зависимостями, Кроме того, его перестройка для получения сигналов с различной формой 15 спектра затруднена и, практически, требует замены формирующего фильтра.

Известно устройство, в качестве генератора случайного сигнала с заданным энергетическим .спектром, содержащее последовательно соединенные генератор шумового сигнала, первый перемножитель, первую дисперсионную линию задержки, модулятор, вторую дисперсионную линию задержки, второй перемножитель, а также первый генератор линейно-частотно-модулиро,ванных колебаний, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, генератор передаточной функции, выход которого соединен с вторым входом модулятора, второй генератор линейно-частотно-модулированных колебаний, выход которого соеди- 35 нен с вторым входом второго перемножителя, Для нормальной работы такого генератора в схеме должен быть предусмотрен синхронизатор, выходы которого необходимо соединить соот- .40 ветственно с входами первого и второго генераторов линейно-частотномодулированных колебаний и входом генератора передаточной функции (2J .

Однако данный генератор имеет .не- 45 высокую точность. Это обусловлено тем, что генератор работает по принципу прямого и обратного преобразования Фурье. Неизбежно возникающие в прямом преобразователе Фурье по- 50 грешности приводят к появлению искажений энергетического спектра сформированного сигнала. Кроме того, недостатком такого устройства является его высокая стоимость. 55

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор нормального случайного сиг-, I

О 6 нала с заданным энергетическим спе ктром, содержащий последовательно соедин енный генератор шумового сигнала, модулятор, первый пе ремножитель, диспе рсионную линию задержки, второй перемн ожитель, а также генератор передаточной функции, выход которого соединен с вторым входом модулятора, первый и второй генераторы линейночастотно -модулированных колебаний „ подключенные выходами к вторым входам перемн ожителей, синхрониз атор, выходы которого соединены соответственно с входами генератора передаточной функции, первого и второго ген ер аторов линейно- частотно-модулированных колебаний (3) .

Однако известный генератор обладает недостаточной точностью.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор нормального случайного сигнала с заданным энергетическим спектром, содержащий блок синхронизации, первый и второй выходы которого . соединены соответственно с входами генератора линейно-частотно-модулированных колебаний и функционального преобразователя, выход которого соединен с управляющим входом модулятора, информационный вход которого подключен к выходу источника шума, а выход модулятора соединен с первым входом первого умножителя и второй умножитель, выход которого является выходом генератора, введены .резонатор и коммутатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом второгоумножителя, с управляющим входом резонатора и с вторйм входом первого умножителя, выход которого соединен с информационным входом резонатора, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя, третий выход блока синхронизации соединен с управляющим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом генератора линейно-частотно-модулированных колебаний.

На чертеже представлена блок-qxeма предлагаемого генератора.

Генератор содержит источник 1 шума, модулятор 2, умножитель 3, резонатор 4, умножитель 5, функциональный преобразователь 6, коммутатор 7, блок

3 1166!

8 синхронизации и генератор 9 линей, но-частотно-модулированных сигналов.

В предлагаемом устройстве используется сигнал одного и того же генератора линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) колебаний как для умножения в умножителях, так и для формирования импульсной характеристики резонатора, которая (при наличии вспомогательного сигнала) приобретает вид ЛЧМ-импуль- 10 са (5), т.е. резонатор ведет себя как дисперсионная линия задержки.

В результате коэффициенты р; будут одинаковыми равными f0 и, следовательно, искажения, вызванные их разли- 15 чием, пропадут.

Режим работы предлагаемого синтезатора циклический. В момент t=O импульсом синхронизации, поступающим из блока 8, запускается генератор 9. 20

Одновременно импульсом управления, также поступающим иэ блока 8, коммутатор переводится в состояние, при котором выход генератора 9 подключается к входу управления резонато- 25 ра 4. Генератор 9 вырабатывает сигнал А (t) длительностью TU где . M q — несущая частота.

Генератор 9 может быть выполнен по одной из схем,. приведенных в (6).

По окончании импульса A(t), в мо- 35 мент t2=T4, происходит Bторичный запуск генератора 9. При этом его выход в коммутаторе 7 подключается к второму входу умножителя 3. Одновременно, импульсом блока 8 запуска- 40 ется функциональный преобразователь

6, в качестве которого может быть использован, например, генератор сигналов специальной формы Гб-27 °

При этом может быть получен выходной 45 сигнал с энергетическим спектром четырех видов. Функциональный преобразователь 6 вырабатывает сигнал Н (pg,t). Этот сигнал поступает на модулятор 2„ выполненный по одной из 50 схем, приведенных в (7 . В модуляторе 2 происходит перемножение шумового сигнала $ (p t), подаваемого из источника 1 шума, с сигналом функционального нреобразователя 6. Сигнал 55 (pot) должен иметь нормальный закон аспределенияи равномерный энергетический спектр. Такой сигнал может

06 4 быть получен от стандартного генератора шума типа Г2-37. Выходной сигнал модулятора 2 поступает на умножитель 3, где он умножается на A(t) и далее подается на информационный вход резонатора 4. Затем в момент

t =2T1 из блока 8 на коммутатор 7

3, подается вспомогательный импульс уп равления длительностью Т (Тс(с Т ).

При этом в коммутаторе 7 выход синхронизатора 8 подключается к входу управления резонатора 4 и вспомогательный импульс проходит на резонатор 4. В момент t =t +t =ЗТ на вы,4 2 5 ходе резонатора 4 появляется стимулированный сигнал спинового эха (4) .

Одновременно, т.е. в момент t импульсом блока 8 синхронизации производится запуск генератора 9 в третий раз. Его выход в коммутаторе 7. подключается к второму входу умножителя 5. Умножители 3 и 5 могут быть выполнены по схемам, приведенным в

f7) и j8g . Собственно, резонатор представляет собой торроидальный сердечник из материала (рабочего вещества), обладающего ядерным магнитным резонансом (51, на котором намотаны

3LC контура малой добротности: входной, управляющий и выходной. Частоты настройки контуров одинаковые и равные средней частоте резонансной ха.рактеристики рабочего вещества. В умножителе 5 происходит перемножение выходного сигнала резонатора 4 с сигналом A(t) . С выхода второго умножителя 5 снимается сигнал S (t). На этом цикл работы генератора заканчивается.

Коммутатор 7 представляет. собой распределитель импульсов в виде.двоичного счетчика на .4 и двоично-десятичного дешифратора, и пяти аналоговых ключей. Аналоговые ключи могут быть выполнены по одной иэ схем, приведенных в E7l и (8) .

Блок 8 синхронизации представляет собой задающий импульсный генератор, например P5"60.

Это обстоятельство выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как дает воэможность при одинаковой величине погрешностей формирования энергетического спектра в значительной степени снизить требова- . ния к точности и стабильности генератора ЛЧИ сигнала и в конечном итоге уменьшить трудовые и материальные

5 1166106 затраты при его проектировании и изготовлении. ва

Составитель А, Карасов

Редактор Г.Волкова Техред А.Бабинец Корректор Л.Бескид

Заказ 4311/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Дополнительное преимущество синтезатора — возможность получения реали- заций. выходного сигнала большой дли-й тельности, вплоть до 10 С, что в известном устройстве исключено, ввиду отсутствия дисперсионных линий задержки с необходимыми для этого пара- 10 метрами.

Экономический эффект при использонии предлагаемого синтезатора будет . определяться (вследствие его высокой точности) снижением трудозатрат при настройке с его помощью различной аппаратуры (коррелометров, радиовысотомеров и др.) ° Конкретная оценка этой составляющей экономической эффективности станет возможна после изготовления опытного образца синтезатора.