Цифровой синтезатор шумовых сигналов



Цифровой синтезатор шумовых сигналов
Цифровой синтезатор шумовых сигналов

 


Владельцы патента RU 2586006:

Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" (RU)

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокации и гидролокации, в измерительной технике, в системах связи, а также для формирования тестовых и маскирующих сигналов в аудиометрии. Техническим результатом изобретения является формирование произвольной амплитудно-частотной характеристики выходного сигнала. Цифровой синтезатор шумовых сигналов содержит датчик длины псевдослучайной последовательности 1, датчик кода начальной частоты 2, блок сумматоров 3 по модулю два, первый 4 и второй 7 коммутаторы, регистр сдвига 5, преобразователь кодов 6, первый 11 и второй 8 блоки вычисления амплитуды, блок вычисления фазы 9, генератор тактовых импульсов 10, перемножитель 12, цифроаналоговый преобразователь 13 и фильтр нижних частот 14, а также необходимые связи между ними. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для получения шумовых сигналов с произвольной амплитудно-частотной характеристикой в радиолокации и гидролокации, в измерительной технике, в системах связи, а также для формирования тестовых и маскирующих сигналов в аудиометрах.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому является цифровой генератор последовательностей синусоидальных сигналов со случайно изменяющейся частотой содержащий датчик длительности псевдослучайной последовательности, датчик кода начальной частоты, регистр сдвига, блок сумматоров по модулю два, первый коммутатор, преобразователь кодов, второй коммутатор, блок вычисления фазы, блок вычисления амплитуд, цифроаналоговый преобразователь фильтр нижних частот.

Однако недостатком такого генератора является невозможность формирования произвольной амплитудно-частотной характеристики выходного сигнала.

Цель изобретения - формирование произвольной амплитудно-частотной характеристики выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой синтезатор шумовых сигналов, содержащий последовательно соединенные датчик длины псевдослучайной последовательности, первый коммутатор, регистр сдвига, второй коммутатор, блок вычисления фазы и первый блок вычисления амплитуды, а также последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, блок сумматоров по модулю два, вход которого подключен к выходу регистра сдвига, а выход подключен ко второму входу первого коммутатора, преобразователь кодов, выход которого подключен ко второму входу второго коммутатора, а вход подключен к выходу датчика длины псевдослучайной последовательности, датчик кода начальной частоты, выход которого подключен к параллельным входам регистра сдвига, и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовым входам регистра сдвига и блока вычисления фазы, дополнительно введены последовательно соединенные второй блок вычисления амплитуды, вход которого подключен к выходу второго коммутатора, и перемножитель, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя, а второй вход подключен к выходу первого блока вычисления амплитуды.

На чертеже (Фиг. 1) представлена структурная схема цифрового синтезатора шумовых сигналов.

Цифровой синтезатор шумовых сигналов содержит последовательно соединенные датчик длины псевдослучайной последовательности 1, первый коммутатор 4, регистр сдвига 5, второй коммутатор 7, блок вычисления фазы 9, первый блок вычисления амплитуды 11, перемножитель 12, цифроаналоговый преобразователь 13 и фильтр нижних частот 14, а также блок сумматоров 3 по модулю два, вход которого подключен к выходу регистра сдвига 5, а выход подключен к второму входу первого коммутатора 4, преобразователь кодов 6, выход которого подключен к второму входу второго коммутатора 7, а вход подключен к выходу датчика длины псевдослучайной последовательности 1, датчик кода начальной частоты 2, выход которого подключен к параллельным входам регистра сдвига 5, второй блок вычисления амплитуды 8, выход которого подключен к второму входу перемножителя 12, а вход подключен к выходу второго коммутатора 7, и генератор тактовых импульсов 10, выход которого подключен к тактовым входам регистра сдвига 5 и блока вычисления фазы 8.

Цифровой синтезатор шумовых сигналов работает следующим образом.

С помощью датчиков 1 и 2 устанавливают необходимые значения длины формируемой М-последовательности и начальной частоты F0. Код с датчика длительности псевдослучайной последовательности 1 поступает на коммутатор 4 и обеспечивает подключение одной из обратных связей с выхода блока сумматоров 3 по модулю два к последовательному входу регистра сдвига 5. Таким образом, регистр сдвига 5, блок сумматоров 3 по модулю два, первый коммутатор 4 и датчик длительности псевдослучайной последовательности 1 образуют в совокупности генератор псевдослучайной М-последовательности с программируемой длительностью. Код n управляющего слова датчика длительности псевдослучайной последовательности 1 соответствует разрядности регистра сдвига 5, формирующего М-последовательность длительностью М=2n-1.

Управляющий код с выхода датчика длительности псевдослучайной последовательности 1 поступает также на вход преобразователя кодов 6, который преобразует входной двоичный код n в выходной позиционный 2n-1, т.е. на выходе преобразователя кодов 6 появятся на n младших разрядах единичные сигналы. Эти сигналы пропускают через второй коммутатор 7 на вход блока вычисления фазы 9 только n младших разрядов с выхода регистра сдвига 5.

Блок вычисления фазы 9 и первый блок вычисления амплитуды 11 образуют цифровой синтезатор частоты прямого действия и обеспечивают формирование выходной синусоидальной функции с частотой, определяемой выражением:

Fвых=Fc*Q/2m,

где Q - значение кода поступающего на вход блока вычисления фазы 9;

Fc - значение тактовой частоты поступающей на тактовый вход блока вычисления фазы 9;

m - разрядность блока вычисления фазы 9.

При условии, что Fc численно равна 2m, имеем Fвых, численно равную Q. Таким образом, величина Q полностью определяет значение выходной частоты.

Одновременно код Q с выхода второго коммутатора 7 поступает на вход второго блока вычисления амплитуды 8, на выходе которого будет формироваться код А, соответствующий значению амплитуды амплитудно-частотной характеристики шума. Код А, в свою очередь, поступает на вход перемножителя 12, где он умножается на значение синусоидальной функции и в результате получаем:

или при Fc=2m получим

Таким образом, на выходе перемножителя 12 будет сформирован код синусоидального сигнала с частотой, равной Q, и амплитудой Авых, зависящей от Q и равной значению амплитуды амплитудно-частотной характеристики шума.

Блок вычисления фазы 9 представляет собой накопительный сумматор. В качестве первого блока вычисления амплитуды 11 может быть использовано постоянное запоминающее устройство, в которое заранее занесены значения выходного сигнала, например синусоидального сигнала, либо любое вычислительное устройство, например, на основе микропроцессора. В качестве второго блока вычисления амплитуды 8 также может быть использовано постоянное запоминающее устройство, либо вычислительное устройство. При выборе достаточно мощного и быстродействующего микропроцессора цифровой синтезатор шумовых сигналов может быть весь реализован на его основе.

Таким образом, предлагаемый цифровой синтезатор шумовых сигналов обеспечивает формирование произвольной амплитудно-частотной характеристики выходного сигнала и может быть использован для формирования, например, голубого, розового или любого другого шума.

Цифровой синтезатор шумовых сигналов содержащий последовательно соединенные датчик длины псевдослучайной последовательности, первый коммутатор, регистр сдвига, второй коммутатор, блок вычисления фазы и первый блок вычисления амплитуды, а также последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, блок сумматоров по модулю два, вход которого подключен к выходу регистра сдвига, а выход подключен к второму входу первого коммутатора, преобразователь кодов, выход которого подключен к второму входу второго коммутатора, а вход подключен к выходу датчика длины псевдослучайной последовательности, датчик кода начальной частоты, выход которого подключен к параллельным входам регистра сдвига, и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовым входам регистра сдвига и блока вычисления фазы, отличающийся тем, что с целью формирования произвольных законов амплитудно-частотной характеристики выходного шумового сигнала в него введены последовательно соединенные второй блок вычисления амплитуды, вход которого подключен к выходу второго коммутатора, и перемножитель, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя, а второй вход подключен к выходу первого блока вычисления амплитуды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника хаотических электромагнитных колебаний. Технический результат заключается в обеспечении генерирования хаотического сигнала, содержащего чередующиеся хаотические колебания двух различных типов - нерегулярно повторяющиеся короткие импульсы со случайной амплитудой и фазой и перемежающиеся с ними цуги затухающих высокочастотных осцилляций, имеющие случайную фазу и продолжительность.

Изобретение относится к электронным схемам и может быть использовано для генерирования шумового напряжения с заданными статистическими характеристиками. Технический результат: повышение точности воспроизведения статистических характеристик шума, расширение его энергетического спектра.

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться для генерирования шумового напряжения с заданными статистическими характеристиками. Технический результат: повышение точности воспроизведения статистических характеристик шума, расширение его энергетического спектра.

Изобретение относится к области электротехники, радиотехники и может быть использовано в качестве источника хаотических колебаний, при моделировании релейных систем автоматического управления и систем передачи информации, при исследовании помехоустойчивости различных систем.

Изобретение относится к области медицинского приборостроения и может быть использовано в биомедицинских исследованиях. Технический результат заключается в обеспечении возможности изучения воздействия на параметры живого организма, в том числе на зрительные функции, неоднородной световой среды, имеющей свойство масштабной инвариантности во времени.

Группа изобретений относится к области радиотехники и электроники и может быть использована для радиотехнической маскировки побочных электромагнитных излучений.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника хаотических электромагнитных колебаний. Достигаемый технический результат - расширение пределов регулирования параметров хаотического сигнала путем видоизменения конфигурации соответствующего ему хаотического аттрактора.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника хаотических электромагнитных колебаний. Достигаемый технический результат - расширение возможностей электронной перестройки параметров генерируемого хаотического сигнала.

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано для защиты информации средств вычислительной техники, автоматизированных рабочих мест, проводных линий связи от утечки информации в результате побочных электромагнитных излучений и наводок.

Изобретение относится к электронным устройствам и может быть использовано для защиты информации по акустическим каналам. Достигаемым техническим результатом является возможность формирования низкочастотного сигнала с расширенным частотным диапазоном и улучшенными характеристиками распространения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника гиперхаотических электромагнитных колебаний. Достигаемый технический результат - расширение возможностей видоизменения хаотического аттрактора при работе генератора в гиперхаотическом режиме. Генератор хаотических колебаний содержит первый и второй двухполюсные элементы с емкостным сопротивлением, первый и второй двухполюсные элементы с индуктивным сопротивлением, резистор, нелинейный преобразователь напряжение-ток и устройство с отрицательным сопротивлением. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение может быть использовано в радиоизмерительной и имитационной аппаратуре, предназначенной, в частности, для определения коэффициента шума различных устройств и их калибровки. Устройство содержит блок съема выходного сигнала (1), связанный с цепью источника электропитания (2), подсоединенной к узлу коммутации (3), работающему в режиме случайного замыкания его электродов. Узел коммутации (3) состоит из двух электродов (4 и 5), входящих в процессе работы в контакт с токопроводящим слоем принудительно перемещающейся металлизированной пленки (6). Первый электрод (4) выполнен в виде ролика, свободно вращающегося вокруг своей оси, а второй электрод (5) - в виде точечного контактора. Генерирование выходных сигналов происходит за счет коммутации источника электропитания постоянного либо переменного тока (2) электродами узла коммутации (3). При подаче напряжения на электроды (4 и 5) происходит замыкание цепи через металлизированный слой пленки. Из-за разницы площадей контакта электродов с поверхностью пленки плотность тока вблизи точечного контакта второго электрода ( 5) во много раз больше плотности тока вблизи первого электрода. При достижении плотности тока значения, превышающего критическое, происходит искровой пробой токопроводящего слоя пленки, следствием чего является мгновенное размыкание цепи. Из-за объективно имеющей место неравномерности толщины токопроводящего слоя пленки очаги его разрушения возникают в хаотично расположенных участках с минимальной толщиной. Технический результат - повышение эффекта стохастичности частотных характеристик электромагнитного излучения и увеличение ширины полосы излучаемых частот. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх