Генератор случайных импульсов

 

Союз Советск ив

Социалист ическил

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1" 744938 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.04.78 (21) 2601835/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (21) Приоритет— (51) М. Кл 2

Н 03 К 3/84

Гооударственнмй комнтет

СССР (53) УДК 621.373 (088.8) по делам изобретений и отерытнй

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.80 (72) Автор изобретения

В Н. Судариков (7l) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЯНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области ядерной радиометрии и может использоваться при настройке и испытании многоканальных радиометрических интенсиметров при помощи генераторов случайных импульсов с распределением интервалов между импульсами, близким к экспоненциальному в диапазоне времен Си †. 1на, где 1и — величина мертвого времени генератора случайных импульсов; t — максимальное значение интервала между импульсами, и с минимальным квантом ht изменения выходных интервалов 10 в диапазоне времен Фм — . 1и,®, равным

At < (1) гдето „вЂ” время переключения элементов входной цепи испытываемого устройства.

К 1 —:2.

При этих условиях поток с генератора

15 случайных импульсов оказывает такое же воздействие на интенсиметр, как и реальный поток импульсов с детектора радиоактивного излучения, и может быть использован в качестве эффективной его замены. 20

Известен генератор случайных импульсов (1), содержащий первичный источник шума, соединенный через широкополосный усилитель со входами двух элементов сравнения, выходы которых через формирующие устройства соединены со входами элемента

ИЛИ, выход которого является выходом устройства. Элементы сравнения имеют равные по величине и противоположные по знаку уровни срабатывания, изменением которых производится регулировка интенсивности.

Такое устройство, хотя и имеет непрерывное распределение интервалов в диапазоне времен t p —. t, и для него b t = О, но его существенным недостатком является нелинейность управления интенсивностью следования выходных импульсов и сложность получения потоков с большой интенсивностью.

Известен также генератор случайных импульсов (2), который по своей технической сущности и совокупности существенных признаков наиболее близок к предлагаемому устройству.

Этот генератор содержит 11-и и 20-и разрядные сдвиговые регистры М-последовательности, элемент И и группу из 8 сумматоров по модулю 2, выходы которых подключены ко входам элемента И, а входы каждого из сумматоров подключены к выходам 8 разрядов первого и второго регистров. Входы синхронизации регистров подключены к выходу генератора синхроимпульсов, а выход элемента И является выХОДОМ УСТРОЙСТВЯ.

Известный генератор создает детерминированный поток псевдослучайных импульсов с минимальным квантом изменения выходных интервалов Ьф, равным периоду синхронизации Т. Минимальное значение Ы;, соответствующее максимальной интенсивности следования импульсов, определяется быстродействием всех элементов генератора и может быть принято равным

М= Тс = (2 -A)tn (2) где — время переключения всех элементов генератора.

Недостатком известного генератора является то, что в соответствии с выражением (1) детерминированностью выходного потока та кого генератора можно пренебречь только лишь в области "îëüøèõ интенсивкостей. Однако и для этого все его элементы должны иметь бь. стродействие во много раз выше, чем элементы проверяемого устройства. Это приводит к значительному усложнению и удорожанию устройства.

Цель изобретения — — расширение функциональных возможностей устройства, а именно: исключение влияния детерминированности выходных сигналов генератора в широком диапазоне изменения интенсив:юсти и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор синхрочмпульсов, л сумматозов по модулю 2, первый и второй сдвиговые регистры М-последовательностей с некратными числами разрядов, входы синхронизации которых объединены между собой, и разрядНЫХ ВЫХОДОВ ПЕРВОГО И ВТорОГО СДВИГОВЫХ регистров соединены попарно со входами каждого из сумматоров, выходы (л — ж) последних соединены с соответствующими (> --ит ) входами основного элемента И, пепосредстве IIo введены дополнительный третий сдвиговый регистр М-последовательности с числом разрядов, некратным числам разрядов первых двух сдвиговых регистров, блок задания интенсивности, счетчик, элемент сравнения, дополнительный элемент

И, 9 -триггLp N элементов ИЛИ и гзормирователь, таким образом, что выходы сстальных пп сумматоров через соответству,ощие и7 элементы ИЛИ соединены с остальными m входами основного элемента И, а вторые входы каждого из eI элементов ИЛИ соединены с выходами блока задания интенсивности, при этом выход генератора синхронизации через счетчик соединен со входами синхронизации всех сдвиговых регистров

v o lпIеeрpIвILыlм в х оolдIо©м !1-триггера, второй вход которого соединен с выходом основного элемента И, а выход соединен с первым Входом дополнительного элемента И, второй вход которо-о соединен с выходом элемента сравнения., одна группа входов которого соединена соответствующими выходами разрядов счетчика, другая группа входов соединена с выходами разрядов дополнительного сдвигового регистра, причем выход дополнительного элемента И соединен со входом форМИ РО Ва ТЕЛ и .

На фиг. представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2—

ДИЯГРЯММЯ ИМПУЛЬСОВ.

Предлагаемое устройство содержит сдвиговые регистры М-последовательности 1, 2, 3 с некратными числ а ми разрядов, (n — m) разрядных выходов сдвиговых регистров 1 и 2 соединены попарно " соответствующими

Входами сумматоров 4 по модулю 2.

Выходы (и — -m) сумматоров 4 соединены соответствующими входами элемента И 5.

Другие гл разрядных выходов сдвиговых регистров 1 и 2 соединены попарно с соо-.—

ВЕТСТВУЮГЦИМИ ВХОДЯМИ КЯЖДОГО ИЗ CVMM»торов 6 по модул,о 2. Выходы сумматоров 6 через rn элементов ИЛИ 7 соединены соответствующими входами элемента И 5. Вторые входы каждого из m элементов ИЛИ 7 соединены с соответствующими выходами блока задания интенсивности 8. Выход элементов !4 5 соединен СО входом В-триггера 9 вход которого соединен со входами синхронизации сдвиговых регистров 1, 2, 3 и через счетчик 1О с Выходом генератора синхроимпульсов 1! с октавным изменением час-,îòLL Разов .,ные выходы счетчика 10 соедиHEHLI с Одной ГРУПВОЙ ВходоВ элемента сРЯВпения !2,,ругая группа входов которого соединена с рязоядными выходами сдвиговогс регистэз 3. Выход элемента сравнения

12 соединен с одним входом элемента 13; другой вход которого соединен с выходом

11-триггера 9. Выход элементов И 13 соединен со входом формирователя 14, выход которого соединен с выходной шиной 5 генератора

C ГУЧЯ ЙН - - х и М ПУЛЬ ОВ.Оыстрсдеистви:-": -леM íTÎÂ 3, .., I O... 1- .

oIIредсляются -Греб емой Величиной ht„

Быстродействие остальных элементов может быгь меньше в Х, раз, где К вЂ” коэффициент пересчета счетчика 10.

Устройсз Во работает следующим образом.

Импульсь: генератора 1! синхроимпульСОВ (фиг. 2, a) с октавным изменением частоты, пер счита -IIILI счетчиком О, осуществляют синхрониз . цию сдвиговых регистров !, 2, 3:. Р-триггера 9 (фиг. 2, б) (II — m) разрядов сдвиговых регистров 1 и 2 сравниваются попарно с помо..цью сумматоров 4 по модулю 2 и элемента И 5. Другие л1разрядов сдвиговых регистров 1 и 2 сравниваются попарно с помощью III сумматоров 6 пс модулю 2. Информация с выхода m сумматоров 6 по модулю 2 поступает на входы элементов И 5 через п; элементов ИЛИ 7.

Информация с выхода элемент- И 5 (фиг. 2, В) задерживается и формируется р--риггером:, на выходе которого образуется

744938

Формула изобретения псевдослучайная последовательность логических «О» и «1» (фиг. 2, r), причем интенсивность следования последних определяется числом элементов ИЛИ 7, на входы которых с блока задания интенсивности 8 подан логический «О».

Элемент сравнения 12 осуществляет сравнение линейно увеличивающегося содержимого счетчика 10 (фиг. 2, д) со случайным числом, задаваемым сдвиговым регистром 3 (фиг. 2, е) и выдает на выходе в момент равенства этих чисел логическую «1», которая, поступая на вход элемента И 13 (фиг. 2, ж) выражает на ее выходе логическую 1, если в данное время 9-триггер 9 находится в единичном состоянии. Импульсы с выхода элемента И 13, сформированные по длительности до требуемой величины формирователем 14, поступают на выходную шину генератора 15 (фиг. 2,з).

Главное изменение интенсивности осуществляется регулировкой частоты генератора синхроимпульсов 11 в пределах одной октавы, а дискретное изменение интенсивности осуществляется блоком задания интенсивности 8 путем изменения числа логических нулей на входах элементов ИЛИ 7.

Общий диапазон изменения интенсивности составляет с1 = 2 при изменении кванта Ламот М„„„до 2)Мц,ц.

Использование новых узлов в предложенном изобретении в их связи с известными узлами выгодно отличает предлагаемый генератор от известного генератора, выбранного за прототип, так как позволяет исключить влияние детерминированности выходных сигналов в широком диапазоне изменения интенсивности следования выходных импульсов вследствие уменьшения величины кванта изменения интервалов между выходными импульсами.

Это достигается путем его дополнительного разбиения при одновременном упрощении устройства вследствие уменьшения числа быстродействующих элементов, необходимых для получения требуемой малой величины кванта изменения интервала между выходными импульсами.

Кроме того, в предложенном генераторе диапазон изменения интенсивностей следования выходных импульсов может бытЬ расширен при сохранении величины кванта изменения длительности выходных интервалов простым увеличением объема tn группы сумматоров по модулю 2, элементов ИЛИ и числа разрядов первого и второго сдвиговых регистров, выполненных на базе микросхем с низким быстродействием и большой степенью интеграции. Например, при m = 14

so и соответствующем увеличении числа разрядов первого и второго сдвиговых регистров генератор имеет диапазон изменения выходной интенсивности (15 —:5 105) имп/с при величине кванта изменения выходного интервала не более 20 нс, что позволяет использовать известное устройство для эффективной проверки интенсиметров.

Генератор случайных импульсов, содержащий генератор синхроимпульсов, л сумматоров по модулю 2, первый и второй сдвиговые регистры М-последовательностей с некратными числами разрядов, входы синхронизации которых объединены между собой, а n - разрядных выходов первого и второго сдвиговых регистров соединены попарно со входами каждого из сумматоров, выходы (n — т) последних соединены с соответствующими (n — m) входами основного элемента И, непосредственно отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены дополнительный третий сдвиговый регистр М-последовательности с числом разрядов, некратным числам разрядов первых двух сдвиговых регистров, блок задания интенсивности, счетчик, элемент сравнения, дополнительный элемент И, О-триггер, m элементов ИЛИ и формирователь, таким образом, что выходы остальных m сумматоров через соответствующие т элементов ИЛИ соединены с остальными м входами основного элемента И, а вторые входы каждого из m элементов ИЛИ соединены с выходами блока задания интенсивности, при этом выход генератора синхронизации через счетчик соединен с входами синхронизации всех сдвиговых регистров и с первым входом D -триггера, второй вход которого соединен с выходом основного элемента И, а выход соединен с первым входом дополнительного элемента

И, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения; одна группа входов которого соединена с соответствующими выходами разрядов счетчика, другая группа входов соединена с выходами разрядов дополнительного сдвигового регистра, причем выход дополнительного элемента И соединен со входом формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 273536, кл. Н 03 К 3/64, 1969.

2. «Electronic Engeneering», 1977, 49, № 591, с. 21 — 23.

744938

Составитель В. Муляр

Редактор Л. 1 ельдина Техред К. Шуфрич Корректор М. Вигула

Заказ 368! /14 Тираж 995 Подяисное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4