Генератор псевдослучайной м-последовательности

 

Изобретение относится к импульсной технике, является дополнительным к авт.св. № 924838. Может быть использовано в имитационной или контрольно-измерительной аппаратуре, а также системах связи с адресными фазовыми пусками. Цель изобретения повьшение точности формирования выходной псевдослучайной М -последовательности при смене вида формируемой последовательности в процессе работы устройства. Для достижения этой цели в устройство, содержащее генератор 8 тактовых импульсов, управляемый формирователь 10 пачек импульсов , регистр 11 сдвига, дополнительный регистр 12, коммутатор 13, блок 14 сумматоров по модулю два, шину 15 Запрос, шину 16 начальной установки и выходные шины 17, дополнительно -введены делитель 1 частоты, элемент 2 ЗАПРЕТ, элемент И 3, элемент ИЛИ 4, счетчик 5 импульсов, дешифратор 6, элемент 7 задержки и шифратор 9. В устройстве предотвращается возникновение сбоев за счет исключения возможности совпадения процесса формирования очередного символа М-последовательности с момента смены ее вида. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (511 4 Н 03 К 3 84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

7!

f72

УУЮ

1б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 924838 (21) 3915437/24-21 (22) 24.06.85 (46) 15.10.86. Бюл. И 38 (72) В.С.Батраченко и Б.Г.Стоянов (53) 621. 374 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 924838, кл. Н 03 К 3/84, 1980. (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ М-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ (57) Изобретение относится к импульсной технике, является дополнительным к авт.св. Р 924838. Может быть использовано в имитационной или контрольно-измерительной аппаратуре, а также системах связи с адресными фазовыми пусками. Цель изобретения— повышение точности формирования выходной псевдослучайной М -последовательности при смене вида формируемой последовательности в процессе работы устройства. Для достижения этой цели в устройство, содержащее генератор 8 тактовых импульсов, управляемый формирователь 10 пачек им.пульсов, регистр 11 сдвига, дополнительный регистр 12, коммутатор 13, блок 14 сумматоров по модулю два, шину 15 "Запрос", шину 16 начальной установки и выходные шины 17, дополнительно введены делитель 1 частоты, элемент 2 ЗАПРЕТ, элемент И 3, элемент ИЛИ 4, счетчик 5 импульсов, дешифратор 6, элемент 7 задержки и шифратор 9. В устройстве предотвращает- а ся возникновение сбоев эа счет исключения возможности совпадения процесса формирования очередного символа

М-последовательности с момента смены С ее вида. 2 э.п.ф-лы, 4 ил.

1264317

Изобретение относится к импульс- ной и вычислительной технике, в част. ности к генераторам псевдослучайных последовательностей, может быть использовано в имитационной или конт- 5 рольно-измерительной аппаратуре для формирования псевдослучайных последовательностей сигналов, а также в системах связи с адресными фазовыми пусками и является усовершенствованием изобретения по авт.св.Ф 924838.

Цель изобретения — повышение точности формирования выходной псевдослучайной М -последовательности при смене вида формируемой последователь- l> ности в процессе работы устройства путем автоматического выбора нового вида последовательности только после поступления числа сигналов запроса, кратного длине М -последовательности, и предотвращения возникновения сбоев в работе элементов устройства за счет исключения возможности совпадения процесса формирования оче. редиса символа М -последовательносO ти с моментом смены ее вида.

На фиг.l представлена структурная схема генератора псевдослучайной М— последовательности; на фиг.2 — структурная схема коммутатора; на фиг.3 " M структурная схема управляемого формирователя пачек импульсов; на фиг.4— временные диаграммы работы устройства.

Генератор псевдослучайной М -последовательности содержит (фиг.l) делитель 1 частоты, элемент ЗАПРЕТ 2, элемент И 3, элемент ИЛИ 4, счетчик

5 импульсов, дешифратор 6, элемент 7 задержки, генератор 8 тактовых им" 4О пульсов, шифратор 9, управляемый формирователь 10 пачек импульсов, ре гистр 11 сдвига, дополнительный регистр 12, коммутатор 13, блок 14 сУмматоров по модулю два, шину 15 4

"Запрос", шину 16 начальной установки и выходные шины 17.

Шина 15 "Запрос" соединена с входом синхронизации дополнительного регистра 12 и через делитель 1 частоты О подключена к объединенным первым входам элемента ЗАПРЕТ 2 и элемента И 3, выход которого соединен с объединенными входом управления коммутатора

13 и первым входом элемента ИЛИ 4, выход которого соединен с входом гашения счетчика 5 импульсов. Выход элемента ЗАПРЕТ 2 соединен со счетным входом счетчика 5 импульсов, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора

6, выходы которого соединены с соответствующими входами шифратора 9, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами управляемого формирователя 10 пачек импульсов. Шина 15 "Запрос" через элемент 7 задержки соединена с входом запуска управляемого формирователя 10 пачек импульсов. Разрядные выходы дополнительного регистра 12 подключены к выходным шинам 17. Выход генератора 8 тактовых импульсов соединен с входом синхронизации управляемого формирователя 10 пачек импульсов, выход которого соединен со сдвиговым входом регистра 11, разрядные выходы которого соединены с объединенными соответствующими разрядными входами дополнительного регистра 12 и разрядными входами ком" мутатора 13, выходы которого соединены с соответствующими входами блоI ка 14 сумматоров по модулю два, выход которого соединен с информационным входом регистра 11 сдвига. Выход старшего из используемых разрядов (q-й} дешифратора 6 соединен с объединенными вторыми входами элементов ЗАПРЕТ 2 и И 3, объединенные второй вход элемента ИЛИ 4, вход гашения регистра 11 сдвига, входы начальной установки управляемого формирователя 10 пачек импульсов и коммутатора 13 подключены к шине 16 начальной установки.

Коммутатор 13 содержит (фиг.2) элемент ИЛИ 18, счетчик 19 импульсов, дешифратор 20 и мультиплексоры 21.121.r.

Счетный вход счетчика 19 импульсов является входом управления коммутатора 13, первый вход элемента ИЛИ

18 является входом начальной установки коммутатора 13, разрядные выходы счетчика 19 импульсов соединены с

1 ° объединенными соответствующими адресными входами мультиплексоров 21.121,r и входами дешифратора 20, выход которого через элемент ИЛИ 18 соеди.нен с входом гашения счетчика 19 импульсов, информационные входы мультиплексоров 21.1-2l.r являются р -разрядными входами коммутатора 13, а выходы мультиплексоров 21.1-21.r — выходами коммутатора 13.

126

4317 з

Управляемый формирователь 10 пачек импульсов содержит (фиг.3) элеменpbI ИЛИ 22, И 23, RS-триггер 24, счетчик 25 HMIIjjJIbLoB и компаратор 26.

Входом запуска формирователя 10 является вход S RS-триггера 24, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И 23, второй вход которого является входом синхронизации формирователя, выход элемента И 23, являющийся выходом формирователя, > соединен со счетным входом счетчика

25, разрядные выходы которого соединены с соответствующими первыми входами компаратора 26, вторые входы 15 которого являются управляющими входами формирователя 10, а выход компаратора 26 соединен с первым входом элемента ИЛИ 22, второй вход которого является входом начальной установ- 20 ки формирователя, выход элемента

ИЛИ 22 соединен с объединенными входом К К$-триггера 24 и входом гашения счетчика 25.

Счетчики 5, 19 и 25 импульсов могут быть построены на IK-триггерах, имеющих счетный суммирующий вход

"+1" и вход гашения.

Генератор 8 вырабатывает короткие импульсы длительностью с„ с пе- 30

1 риодом следования Т

» у

Генератор псевдослучайной М -последовательности работает следующим образом, 35

Перед началом работы подачей сигнала на шину 16 начальной установки триггер 24 и счетчики 5, 19 и 25 импульсов устанавливаются в нулевое состояние, а в регистр 11 сдвига зано- 40 сится одно из значений кода К в диапазоне от 1 до 2 -1, с которого затем начинается формирование основной М-последовательности . Значение, кода K,=О является запрещенным, так 45 как при этом не выполняются условия ,формирования М -последовательности.

Начальную установку дополнительного регистра 12 производить не следует, так как по первому импульсу запроса 50 в этот регистр переписывается значение кода К, хранящегося в регистре

ll сдвига.

Установка счетчика 5 импульсов в нулевое состояние обеспечивает выбор 55 одного из допустимых (например, наименьшего) значений числа К импульсов в пачке, формируемых формирователем

10. Нулевому состоянию счетчика 5 соответствует появление сигнала на первом выходе дешифратора 6, что, в свою очередь, обусловливает формирование шифратором 9 кода К, подаваемого на управляющие входы формирователя 10. Установка счетчика 19 импульсов в нулевое состояние обеспечивает выбор одного из допустимых (например, первого) вариантов коммутации цепей обратной связи регистра 11 сдвига.

Частота следования тактовых импульсов f< (фиг.4в) не должна превышать максимальную частоту переключения элементов, на которых построен управляемый формирователь 10 пачек импульсов. Соотношение частоты fw u частоты f> следования сигналов запроса от внешнего генератора (не показан) выбирают из соотношения:

f> ."„-Е, (К 1) Sf„j, (1) где gf, 3 Й „ — значения нестабильности частот следования импульсов fq u f соответственно;

К вЂ” максимальное число им пульсов в пачке.

Первый сигнал запроса (обозначено

«на фиг.4а), поступающий на шину 15

"Запрос", осуществляет перепись содержимого регистра 11 сдвига — кода

Ко(фиг.4д) в дополнительный регистр

12 (фиг.4 е), состояние разрядов которого не меняется до прихода следующего сигнала запроса (на фиг. 4 д,е) приведены временные диаграммы для одного из разрядов регистров 11 и 12 соответственно, например для и-го; на фиг.4 д представлен фрагмент основной М -последовательности для п =5...

l010111011...001010111011..., определяемый последовательностью состояний регистра 11 сдвига — кодов Ко; на фиг.4 е — соответствующий фрагмент выходной последовательности ...101...111..., причем первая группа ее элементов сформирована при К=З, а вторая — при К=4.

Сигнал запроса поступает также на вход делителя 1 частоты, на выходе которого формируется импульс после прихода каждого Q>(2 — 1)-го сигнала запроса.

Сигнал запроса, задержанный элементом 2 задержки на время с,(выбираемое из условия обеспечения заверше1264317

5 ния переходных процессов в дополнительном регистре 12 при записи в него кода К, а также переходных процессов в цепочке элементов 1-2-5—

6 — 9 — 10 при поступлении сигнала запроса на шину 15), запускает управляемый формирователь 10 пачек импульсов (фиг.4б), При этом RS-триггер 24 устанавливается в единичное состояние, тактовые импульсы, подаваемые на вход синхронизации формирователя 10, поступают через элемент

И,,23 на счетный вход счетчика 25 импульсов и подсчитываются им до момента сравнения кода, записанного в счетчике, с кодом, поданным на управляющие входы формирователя 10. Сигнал, вырабатываемый компаратором 26 при равенстве кодов на его входах, устанавливает RS-триггер 24 и счет- 2О чик 25 импульсов в нулевое состояние, при этом прекращается формирование пачки импульсов. Импульсы с выхода формирователя 10 (фиг.4г) поступают на вход синхронизации регистра 11 25 о сдвига, каждый иэ этих импульсов осуществляет сдвиг основной М -последовательности на один шаг (фиг.4д).

Следующий сигнал запроса записывает в дополнительный регист 12 значение кода К, отстоящее от записанного ранее на К шагов в основной Мпоследовательности. Таким образом, на выходных шинах 17 формируется новая М -последовательность.

После того, как на шину 15 поступает (2 -1) сигналов запроса, на выи ходных шинах 17 все элементы М -последовательности формируются по одно" ® му разу. С приходом Qt (2"-1)-ro сигнала запроса (обозначено «,на фиг.4а) ,появляется сигнал на выходе делителя

1 частоты, в счетчик 5 импульсов при этом заносится единица, срабатывает дешифратор 6 — появляется сигнал на следующем его выходе (фиг,4з,и), шифратор 9 выдает новое значение кода

К „, что приводит к изменению числа импульсов в пачке, вырабатываемых формирователем 10 (фиг.4г). Из сопоставления фрагментов М -последовательности, приведенных на фиг.4е, следует, что для одних и тех же фрагментов, основной М -последовательности после 5 смены числа К импульсов в пачке со,ответствующие фрагменты выходнойМ— последовательности отличаются.

После того, как для последнего из выбранных значений формируются Q x и» х (2 — 1) элементов выходной М-последовательности, очередной сигнал с выхода делителя 1 частоты не может поступить на счетный вход счетчика 5 импульсов через элемент ЗАПРЕТ 2, так как на его инверсный вход подан сигнал с последнего (q-го) выхода дешифратора 6, при этом сигнал с выхода делителя 1 частоты через элементы

И 3, ИЛИ 4 устанавливает счетчик 5 импульсов в нулевое состояние — формирователь 10 настраивается на начальное число К импульсов в пачке.

Одновременно сигнал с выхода элемента И 3 поступает на вход управления коммутатора 13, состояние счетчика

19 импульсов изменяется на единицу с помощью. мультиплексоров 21, подключенных к выхбдам счетчика 19, осуществляется выбор нового варианта коммутации цепей обратной связи— определенные выходы регистра 11 сдвига (из их общего числа n) подключаются к соответствующим r входам блока сумматоров 14 по модулю два в соответствии с правилами кодирования (выбор варианта кодирования определяется значением кода К„, записанного в счетчике 19) .

После того, как для последнего (g-ro) варианта коммутации будут перебраны все допустимые значения числа К, очередной сигнал, поступающий на вход управления коммутатора 13, подсчитывается счетчиком 19, при этом срабатывает дешифратор 20, настроенный на одно значение кода К„=

= + 1, сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 18 осуществляет гашение счетчика 19 — устройство приведено в исходное состояние.

Последовательности максимальной длины на выходных шинах устройства формируются при значениях числа К, равных простому числу, кроме числа

2 и чисел, кратных длине М -после1 довательности, равной L=2"-1. При этом из одной основной M -последовательности формируются все виды других возможных М-последовательностей, которые можно использовать, например, в системах с фазовым адресным пуском. При невыполнении этого условия в выходной последовательности имеют. ся ие все значения кода К о (возможные для разрядности n), т.е. полу1264317 чаются последовательности немаксимальной длины. При выборе з качений и числа К, равных 2, где 1=0,1,2,3,... формируются M -последовательности, совпадающие с основной М -последовательностью, но отличающиеся от нее сдвигом фаз .

Скорость выходной последовательности равна частоте f сигналов за5 проса. 10

Для правильного функционирования

J устройства необходимо, чтобы длительности ь сигнала запроса удовлетворяли условию .,с т,, где с, — время задержки элемента 7 задержки. 15

Формула изобретения

l. Генератор псевдослучайной М-последовательности по авт. св.9 924838, 20 отличающий с я тем, что, с целью повышения точности формирования выходной псевдослучайной М вЂ последовательности, в него дополнительно введены элемент задержки, дели- 25 тель частоты, элемент ЗАПРЕТ, элемент И, элемент ИЛИ, счетчик импульсов, дешифратор и шифратор, причем элемент задержки включен между шиной

"Запрос" и входом запуска управляемо-30

ro формирователя пачек импульсов, шина "Запрос" через делитель частоты подключена к первым входам элементов

И и ЗАПРЕТ, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов,I5 разрядные выходы которого соединены ,с соответствующими входами дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами шифратора, выходы которого соединены с соответст- 40 вующими управляющими входами унравляемого формирователя пачек импульсов, выход старшего разряда дешифратора соединен с вторыми входами элементов

ЗАПРЕТ и И, выход элемента И соеди-. 4g нен с входом управления коммутатора ,и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом гашения счетчика импульсов, второй вход элемента ИЛИ, вход гашения регистра сдвига, входы начальной установки управляемого формирователя пачек импульсов и коммутатора подключены к шине начальной установки.

2. Генератор по п.I, о т л и— ч а ю шийся тем, что коммутатор содержит элемент ИЛИ, счетчик импульсов, дешифратор и мультиплексоры, счетный вход счетчика импульсов является входом управления коммутатора, первый вход элемента ИЛИ является входам начальной установки коммутатора, разрядные выходы счетчика импульсов соединены с объединенными соответствующими адресными входами мультиплексоров и .входами дешифратора, выход которого через элемент ИЛИ соединен с входом гашения счетчика импульсов, информационные входы.мультиплексоров являются разрядными входами коммутатора, а выходы мультиплексоров — выходами коммутатора.

З..Генератор по и.!, о т л и ч аю шийся тем, что управляемый формирователь пачек импульсов содержит элементы И, ИЛИ, RS-триггер, счетчик импульсов и компаратор, вход

S RS-xparpepa является входом запуска формирователя, прямой выход RSтриггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является входом синхронизации формирователя, выход элемента И, являющийся выходом формирователя, соединен со счетным входом счетчика импульсов, разрядные выходы которого соединены с соответствующими первыми входами компаратора, вторые входы которого являются управляющими входами формирователя, а выход компаратора соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом начальной установки формирователя, выход элемента ИЛИ соединен с входом

R RS-триггера и входом гашения счетчика.

12á 4317

1264317

Составитель P.Ìàòâååâà

Техред П.Олейник. Корректор Г.Решетник

Редактор А.Огар

Заказ 5573/56 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,r.Óæãîðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4