Генератор случайных сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике и радиосвязи и может использоваться для создания генератора шума или помех в заданном диапазоне частот. Генератор случайных сигналов содержит последовательно соединенные генератор несущей частоты (1), первый умножитель (2) частоты, формирователь (3) тактовых импульсов, генератор (ПСП) псевдослучайной последовательности (4), фазовый манипулятор (5) и согласующее устройство (6), последовательно соединенные второй умножитель (7) частоты, вход которого подключен к выходу первого умножителя (2) частоты, и второй фазовый манипулятор (8), выход которого соединен с вторым входом генератора ПСП (4), а второй вход - с его выходом, последовательно соединенные делитель (9) частоты, фазовый модулятор (10) и полосовой фильтр (11), соединенный с вторым входом первого фазового манипулятора (5), причем вход делителя частоты (9) и сигнальный вход фазового модулятора (10) объединены и соединены с выходом генератора несущей частоты (1). Технический результат: увеличение ширины спектра случайного сигнала и повышение его равномерности в заданной полосе. 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и радиосвязи и может быть использовано для создания генераторов шума или помех в заданном диапазоне частот.

Известно устройство, генерирующее шум, содержащее генератор псевдослучайной последовательности, состоящей из триггеров и сумматора, формирователь, регулятор тактовых импульсов, генератор несущей частоты, умножитель частоты, фазовый манипулятор и согласующее устройство /1/. Однако такое устройство имеет большую потребляемую мощность, неравномерный и неограниченный спектр шума.

Наиболее близким к заявляемому является генератор случайных сигналов /2/.

Он содержит последовательно соединенные генератор несущей частоты, первый умножитель частоты, формирователь тактовых импульсов, генератор псевдослучайной последовательности, первый фазовый манипулятор и согласующее устройство, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные второй умножитель частоты, вход которого подключен к второму выходу первого умножителя частоты, и второй разовый манипулятор, подключенный выходом к второму входу генератора псевдослучайной последовательности, а вторым входом к его выходу (здесь в генераторе ПСП объединены элемент задержки, фазовращатель, сумматор, амплитудный детектор, пороговый элемент и триггер). Однако данное устройство имеет на выходе неравномерный и неограниченный по полосе спектр шума и не позволяет осуществить коррекцию огибающей спектра.

Изобретение направлено на расширение спектра случайного сигнала и повышение его равномерности. Для этого в генератор случайных сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор 1 несущей частоты, умножитель 2 частоты, формирователь 3 тактовых импульсов, генератор 4 псевдослучайной последовательности, первый фазовый манипулятор 5 и согласующее устройство 6, последовательно соединенные второй умножитель 7 частоты, вход которого соединен с выходом первого умножителя частоты, и второй фазовый манипулятор 8, выход которого соединен с вторым входом генератора 4 ПСП, а второй вход - с его выходом, введены последовательно соединенные делитель 9 частоты, фазовый модулятор 10 и полосовой фильтр 11, соединенный выходом с вторым входом первого фазового манипулятора 5, причем вход делителя 9 частоты и сигнальный вход фазового модулятора объединены и соединены с выходом генератора несущей частоты (см. фиг. 1).

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого генератора случайных сигналов.

Генератор случайных сигналов содержит последовательно соединенные генератор 1 несущей частоты (ГНЧ), умножитель 2 частоты, формирователь 3 тактовых импульсов (ФИ), генератор 4 псевдослучайной последовательности (ГПСП), первый фазовый манипулятор (ФМ) 5 и согласующее устройство (СУ) 6, последовательно соединенные второй умножитель 7 частоты, вход которого подключен к выходу первого умножителя 2 частоты, и второй ФМ 8, выход которого соединен с вторым входом ГПСП 4, а второй вход - с его выходом, последовательно соединенные делитель 9 частоты (ДЧ), фазовый модулятор 10 и полосовой фильтр (ПФ) 11, соединенный с вторым входом ФМ 5, причем вход ДЧ 9 и сигнальный вход фазового модулятора 10 объединены и соединены с выходом ГНЧ 1.

Генератор случайных сигналов работает следующим образом. Частота ГНЧ 1 умножается в блоке 2 в определенное число раз и используется в ФИ 3 для формирования тактовых импульсов, необходимых для работы ГПС 4, а во втором умножителе 7 частоты - для получения сигнала с еще большей частотой, который, пройдя через блок ФМ 8, запускает ГПСП 4, построенный на основе аналоговой линии задержки, который может генерировать псевдослучайную последовательность с длительностью дискрета (одного элемента ПСП) Т, равной целому числу К полупериодов несущей частоты в широком диапазоне от нсек. до нескольких мсек. В ДЧ 9 несущая частота делится в К раз, и полученный синусоидальный сигнал используется в блоке 10 для фазовой модуляции несущей частоты с индексом, примерно равным 1,4. Полосовой фильтр 11 выделяет из спектра сигнала несущую и две первые (верхнюю и нижнюю) боковые частоты, имеющие одинаковые с несущей амплитуды, а в блоке 5 осуществляется их фазовая манипуляция (на 0,180^o) сигналом ПСП. В результате этого спектральные составляющие всех сигналов на выходе ФМ 5 оказываются неперекрывающимися по частоте, ширина амплитудного спектра на уровне 0,5 получается примерно равной 2/Т, а его неравномерность в этой полосе не превышает 2 дБ.

Таким образом, применение предложенного устройства позволяет увеличить ширину спектра случайного сигнала и повысить его равномерность в заданной полосе. В устройстве-прототипе амплитудный спектр сигнала на выходе дискретный и имеет огибающую типа (см., например, стр. 64-65 и рис. 2.7 в книге Г. И.Тузова "Статистическая теория приема сложных сигналов", Сов. радио, 1977), т. е. имеет ширину спектра на уровне 0,5, примерно равную 1/Т, большую неравномерность и не ограничен по частоте. В предлагаемом устройстве ширина спектра в два раза больше и он имеет большую прямоугольность. На фиг. 2 для примера показан спектр такого сигнала для малого значения периода ПСП (для наглядности), равного 15, где по оси абсцисс отложена относительная частота. В центре фиг. 2 виден контур спектра, получающегося в устройстве-прототипе.

Источники информации 1. А.с. СССР N 352362, кл. H 03 B 29/00, 17.08.70.

2. А.с. СССР N 1501247, кл. H 03 B 29/00. 11.05.87.

Формула изобретения

Генератор случайных сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор несущей частоты, первый умножитель частоты, формирователь тактовых импульсов, генератор псевдослучайной последовательности, первый фазовый манипулятор и согласующее устройство, последовательно соединенные второй умножитель частоты, вход которого подключен к выходу первого умножителя частоты, и второй фазовый манипулятор, выход которого соединен с вторым входом генератора псевдослучайной последовательности, а второй вход - с его выходом, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные делитель частоты, фазовый модулятор и полосовой фильтр, соединенный выходом с вторым входом первого фазового манипулятора, причем вход делителя частоты и сигнальный вход фазового модулятора объединены и соединены с выходом генератора несущей частоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2