Широкополосный цифровой генератор шума

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах защиты информации для создания маскирующего шума. Достигаемый технический результат - повышение верхней границы генерируемого шумового сигнала. Широкополосный цифровой генератор шума содержит тактовый генератор, регистр сдвига, сумматор по модулю 2, цепь запуска, усилитель мощности, умножительный диод и полосковую линию. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах защиты информации для создания шума, маскирующего побочные электромагнитные излучения ПЭВМ.

Известен цифровой генератор шума, содержащий регистр сдвига, сумматор по модулю 2, тактовый генератор, цепь запуска и низкочастотные пассивные фильтры [2].

Недостатком устройства является низкая верхняя граница спектра генерируемого сигнала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является цифровой генератор шума, описанный в [1]. Цифровой генератор шума содержит восьмиразрядный регистр сдвига, сумматор по модулю 2, тактовый генератор и цепь запуска. При этом выход тактового генератора соединен с входом "С" регистра сдвига, выход первого разряда регистра сдвига соединен с первым входом сумматора по модулю 2, второй вход сумматора по модулю 2 соединен с выходом цепи запуска, вход которой соединен с выходом последнего разряда регистра сдвига, вход "D" регистра сдвига соединен с выходом сумматора по модулю 2.

Недостатком указанного устройства является невозможность получения шумового сигнала в высокочастотной области спектра (свыше 50 МГц) из-за ограниченного быстродействия цифровых микросхем.

Требуемый технический результат изобретения заключается в повышении верхней границы генерируемого шумового сигнала до 2 ГГц при соблюдении сравнительно небольших размеров конструкции.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, состоящее из тактового генератора, регистра сдвига, сумматора по модулю и цепи запуска, причем выход тактового генератора соединен с входом "С" регистра сдвига, выход n-го разряда которого соединен с первым входом сумматора по модулю 2, второй вход которого соединен с выходом цепи запуска, вход которой соединен с выходом последнего разряда регистра сдвига, вход "D" которого соединен с выходом сумматора по модулю 2 дополнительно введены последовательно соединенные усилитель мощности, умножительный диод и полосковая линия, при этом выход последнего разряда регистра сдвига соединен с входом усилителя мощности, выход которого через умножительный диод соединен с полосковой линией.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа наличием новых блоков: усилителя мощности, умножительного диода и полосковой линии и их связями с остальными элементами схемы. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна".

Требуемый результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которые в известной патентной и научной литературе не обнаружены на дату подачи заявки. Следовательно, техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже представлена структурная схема широкополосного цифрового генератора шума.

Широкополосный цифровой генератор шума содержит тактовый генератор 1, регистр сдвига 2, сумматор по модулю 2 3, цепь запуска 4, усилитель мощности 5, умножительный диод 6 и полосковую линию 7.

При этом выход тактового генератора 1 соединен с входом "С" регистра сдвига 2, выход n-го разряда которого соединен с первым входом сумматора по модулю 2 3, второй вход которого соединен с выходом цепи запуска 4, вход которой соединен с выходом последнего разряда регистра сдвига 2, вход "D" которого соединен с выходом сумматора по модулю 2 3, выход последнего разряда регистра сдвига 2 соединен с входом усилителя мощности 5, выход которого через умножительный диод 6 соединен с полосковой линией 7.

Широкополосный цифровой генератор шума работает следующим образом.

Регистр сдвига 2, имеющий длину m бит, тактируется прямоугольными импульсами частотой 100 МГц, подаваемыми с выхода тактового генератора 1. С помощью сумматора по модулю 2 3 на вход регистра подается последовательный сигнал, представляющий собой сумму по модулю 2 n-го и последнего разряда регистра 2. Для вывода регистра сдвига 2 из нулевого состояния при включении питания в схему введена цепь запуска 3, формирующая на своем выходе в момент включения питания сигнал логической "1", который подается на вход сумматора по модулю 2 3. На выходе регистра сдвига 2 формируется псевдослучайная последовательность импульсов, которая подается на вход усилителя мощности 5. Усилитель мощности 5 усиливает сигнал до уровня необходимого для работы умножительного диода 6 в режиме умножения частоты. В результате умножения частоты на умножительном диоде 6, нагруженном на полосковую линию 7, формируется широкополосный шумовой сигнал, спектр которого лежит в области частот от 10 кГц до 2 ГГц.

Конкретный вариант реализации блоков 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 зависит от требуемой ширины спектра частот и мощности генерируемого шумового сигнала.

Таким образом, предложенный широкополосный цифровой генератор шума в сравнении с прототипом позволяет сформировать широкополосный шумовой сигнал с равномерной спектральной плотностью шума, спектр которого лежит в области частот от 10 кГц до 2 ГГц.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. Андрианов В.И., Бородин В.А., Соколов А.В. "Шпионские штучки" и устройства для защиты объектов информации. - Лань, Спб., 1996, с. 146.

2. Цифровые генераторы шума. - Радио, 1990, 8, - с. 68.

Формула изобретения

Широкополосный цифровой генератор шума, состоящий из тактового генератора, регистра сдвига, сумматора по модулю два и цепи запуска, причем выход тактового генератора соединен с входом "С" регистра сдвига, выход n-го разряда которого соединен с первым входом сумматора по модулю два, второй вход которого соединен с выходом цепи запуска, вход которой соединен с выходом последнего разряда регистра сдвига, вход "D" которого соединен с выходом сумматора по модулю два, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные усилитель мощности, умножительный диод и полосковая линия, при этом выход последнего разряда регистра сдвига соединен с входом усилителя мощности, выход которого через умножительный диод соединен с полосковой линией.

РИСУНКИ

Рисунок 1