Генератор псевдослучайных сигналов

 

О П И С А H И Е оц 534758

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистицеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено21.03.75 (21) 2116344/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

Ст 06 F 1/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано05.11.76 Бюллетень № 41 (53) УДК 681.3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 02.02.77 (72) Автор изобретения

В. Г. Чекризов (7! ) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧА ЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при моделировании случайных процессов.

Известны генераторы псевдослучайных сигналов. 5

Один из известных генераторов псевдослучайных сигналов 11) содержит генератор тактовых импульсов и регистр сдвига с линейной обратной связью. Однако, этот генератор не позволяет получать сдвинутые ко- ip пии псевдослучайных сигналов.

Другой известный генератор псевдослучайных сигналов 2 также содержит генератор тактовых импульсов и регистр сдвига с линейной обратной связью. Для получения 15 сдвинутых копий псевдослучайного сигнала в генератор введен второй регистр сдвига с линейной обратной связью. Однако этот генератор не позволяет получить широкополосный псевдослучайный сигнал. 20

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор псевдослучайных сигналов 31, содержаший блок управления, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, с 25

2 первым входом первого элемента ИЛИ и с первыми входами блока элементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, а вторые входы — с разрядными выходами N -разрядного кольцевого регистра сдвига, вход сдвиг которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход сброс" через первый формирователь — к выходу первого элемента ИЛИ, а выход — ко второму входу первого элемента ИЛИ, два М-разрядных регистра сдвига с линейной обратной связью, вход первого из которых непосредственно, а второго через второй формирователь подключены к выходу блока управления.

Недостатком такого генератора является узкая полоса рабочих частот с равномерной спектральной плотностью псевдослучайного сигнала.

Белью изобретения является расширение области рабочих частот генератора.

Для достижения поставленной цели предложенный генератор дополнительно содержит третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом A -го разряда И534758 разрядного кольцевого регистра сдвига, а второй — с последним выходом блока элементов И, первый и второй триггеры, счетные входы которых подключены к выходам второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, а входы установки — к выходу блока управления, третий и четвертый формирователи, входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а выходысо входами сдвиг" первого и второго М- И разрядных регистров сдвига с линейной и обратной связью соответственно, первый и второй сумматоры цо модулю пва„первые входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а вторые - с первыми выходами первого и второго М, -разрядных регистров сдви= à с линейной обратной связью соответственно и два аналоговых сумматора, первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров по модулю два, вторые — ковторым выходам первого и второго М -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью, а выходы — к первому H второму выходу генератора соответственно.

На фиг. 1 приведена блока-схема генератора; на фиг. 2 — зависимость спектральной плотности от частоты, Генератор содержит N -разрядный кольцевой регистр сдвига 1, вход "сдвиг" которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов 2, а выходы — ко входам блока элементов И 3, выходы которого подключены ко входам элементов ИЛИ 4„и 4„Выход регистра 1 через элемент ИЛИ 4- и формирователь 54 подключен ко входу этого регистра, Генератор содержит также формировате ли 5, 5 и 5, вход которого подключен к выходу блока управления 6, а выход

4О ко входу ph, -разрчдного регистра сдвига с линейной обратной связью 7, вход "сдвиг" которого соединен с выходом формирователя 5 Выход формирователя 5 соединен

// //

45 со входом сдвиг М вЂ” разрядного регистра сдвига с линейной Обратной связью 8„ а вход — с выходом триггера 9, счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 4,, а вход установки — к выходу блока управлебО ния 6, выход которого подключен ко входу генератора 2, ко входам блока элементов

И 3, кэ входу элемента ИЛИ 4, ко входам

"сброс" регистров 7 и 8 и ко входу установки триггера 9> счетный вход которого

55 подключен к выходу элемента ИЛИ 4 < >а выход — ко входу формирователя 5 . Кроме того, генератор содержит сумматоры по модулю два 10 и 10 входы которых соединены с выходами регистров 7и 8 итриг- у геров 9, и 9> и аналоговые сумматоры11

Il 1 . Одни Bxogbr последних coegHBCBbr c

1 выходами регистров 7 и 8, другие — с выходами сумматоров по модулю два 104 и

10, а выходы — с выходами генерат4ра.

Заданный закон изменения задержки псевдослучайных сигналов во времени представляется в виде двоичных М-разрядных кодов для грубого изменения задержки и позиционных (Д + 2)-разрядных кодов для точного изменения задержки (два разряда необходимы для исходной установки триггеров 94 и 9 ).Зти коды заносятся в 3 блок" уггравления 6. Блок управления 6 вырабатывает импульсы запуска, поступающие на вкодыформирователей 5> и 5I, которые осуществляют сброс вссх ячеек регистров 1 и 7„ кроме первой, куда записывается "единица", и сброс ячеек регистра 8 с последукппей записью в него М-разрядного кода, соответствующе го грубому значению заданной задержки. Одновременно блок 6 осуществляет подачу ч— разрядного позиционного кода на вторые, попарно соединенные входы блока 3 элементов И и производит исходную установкутриггеров 9„ и 9 . Зтим обеспечивается установка точно" î,значения заданной эадераац

Затем включается генератор 2, осуществляющий продвижение импульса, =-аписанного в ячейку регистра 1, от первой ячейки к И -Й с последующим его вводом через элемент

ИЛИ 4> и формирователь 5 снова в первую ячейку. Импульсы с относительной задержкой, определяемой A-разрядным кодом, поданным на входы блока 3 элементов И, и удвоенной по сравнению с задержкой в прототипе частотой следования, через элементы 4„и 4 ИЛИ подаются на счетные входы триггеров 9 и 9>.Удвоение частоты происходит вследствие того, что импульс, записанный в регистр 1, в каждом цикле его движения от первой ячейки к N -й за счет попарного соединения вторых входов блока 3 элементов И через A элементов и подключения выхода первого и второго входа h --го элемента этого блока ко входам третьего элемента ИЛИ 4 дважды попадает на. выходы элементов ИЛЙ 4 и

4

На выходах триггеров 91 и 91 формиру« ются импульсы меандра с периодом = nI

„Г э (rge r О - частота следования тактовых импульсов генератора 2) и относительной задержкой в интервале О т h t определяемой значением h -разрядного кода и исходной установкой триггеров 9 и 9 . Им2 пульсы меандра поступают на входы формирователей 5 и 52,с выхода которых подаются на входы "сдвиг" регистров 7 и 8, 534758

Одновременно импульсы меандра поступают на один из входов сумматоров по модулю два 10 и 10, вторые входы которых соединены с выходами rn -й ячейки регистров 7 и 8. Поскольку начало периода импульсов меандра совпадает с началом периода -актовых интервалов псевдослучайной последовательности, операция суммирования этих сигналов по модулю два равносильна смене знака псевдослучайной последовательности во всех четных или нечетных интервалах. В результате средняя частота следования импульсов последовательности на выходе сумматора увеличивается в два раза, что приводит к смещению максимума ееспект- ра на частоту Д/. ф,где расположен минимум спектра пос,ледовательности, снимаемый с реГистра, Из-за незаВисимости чередоВания симВОлОВ исхОднОй последовательности веГистра, последовательность на Bb?xogB сумматора по мэдулю gBG Оказь?ва ется Ортогональной K ней, Так??м образо ?, расширение облас l H рабочих частот генератора с равномерной спектральнОй плотностью сиГналОВ мОжет быть достигнуто суммированием последовательности, образованной >?а выходе сумматора по модулю два, и последовательности регистра„ что обеспечивается подключением входов аналОГОВых сумматооов 1 1 и 1 1 K ВыхОЗО

4 дам сумматоров по модулю два и выходам ячеек М-разрядных регистров сдвига.

Спектр G (<яЗ. ? сигнала на Выходе сумматора приведен на фиг. 2, где представлены также спектр Cj< (и3) последовательнос-

Э-,5 ти, снимаемой непосредственно с э@гистров 7 и 8 и спектр (j > ((А), пОследовд?ельности «а выходе су??маторов по ??оду?по два.

Сравнечие спектров g, (О3) и g (vD) покаЪ 40 зывает, что при допустимой неравномерности спектоальнои плотности в 0,6 дб область рабочих частот предлагаемого генератора примерно в 7 раз шире, чем у известного генератора. Быстродействие элементов М—

45 разрядных регистров генератора при этом не увеличивается и составляет менее 0,8 от верхней границы равнэмернэгэ слектра сигнала. бб

Формула изобретения

Генератор псевдослучайных сигналов, содержащий блок управления, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, с первым входом первого элемента

ИЛИ и с первыми входами блока элементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, а вторые входыс разрядными выходами М -разрядного кольцевого регистра сдвига, вход "сдвиг" которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход "сброс" через первый формирователь — к выходу первого элемента ИЛИ, а выход — ко второму входу первого элемента ИЛИ, два М -разрядных регистра сдвига с линейной обратной связью, вход первого из которых непосредственно, а второго через второй формирователь подключены к выходу блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения области рабочих частот генератора, он дополнительно содержит третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом ? -ro разряда Й -разрядного кольцевого регистра сдвига, а второй вход — с последним выходом блока элементов И, первый и второй триггеры, счетные входы которых подключены к выходам второго и третьего элементов ИЛИ соответственно., а входь? устаьовки — к выходу блока управления, третий, четвертый формирователи, входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а выходы — со входами "сдвиг" первого и второго М -разрядных регистров сдвчга с линейной обратной связью соответственно, первый и второй сумматоры по модулю два, первые входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а вторые входы — с первыми Выходами первого и второго IA -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связьк> соответственно, и два аналоговых сумматора, первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров по модулю два, вторые входы — ко вторым выходам первого и второ — î М -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью, а выходы — к первому и второму выходу генератора соответственно.

Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:

1. Еэрн Г. Мэделирэвание случайных процессов на аналоговых и аналэгэ-цифрэвых машинах "Мир" М., 1968 r.

2. Яковлев В. В., Федоров P. В. Стэхастические вычислительные машины, "Машинэстрэение Л. 1 974 r.

3. Авторское свидетельствэ СССР

%430369, кл. C 06 F1/02,,эт 1973 г.

534758

4 f(g4 Риз. 2

IIHHHIIH Заказ 5503/252

Тираж 864

Подписное

gf

0Е

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