Генератор случайных сигналов

 

{72) Авторы изобретения

В. Н. Судариков, Л. Г. Киселев и Ю. А. Ко ев )д ®

< ТЕЦТР, р., ТЕХцj,"м4, Г; -:;, ЬРЦч1 .,(73) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен генератор случайных сигналов, содержащий блок формирования функции Уолша, генератор тактовых им1пульсов, регистр сдвига с обратной связью, два блока элементов И, два сумматора на резисторах, переменный резистор (1) .

Данный генератор не обеспечивает достаточной стабильности выходного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор случайных сигналов, содержащий Я сдвиговых регистров М-последовательностей, входы .которых подключены к выходу генератора синхроимпульсов, а первый выход каждого из которых соединен с одним из выходов киф-а роаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу выходного фильтра (2) .

Недостатком генератора является недостаточная ширина спектра формиру.емого сигнала.

Целью изобретения является расширение спектра сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных сигналов, содержащий N сдвиговых регистров М-последовательностей, выходы которых подключены к выходу генератора синхро19 импульсов, а первый выход каждого из которых соединен с одним из выходов цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу выходного фильтра, введены счетчик, эле15 мент И, элемент ИЛИ и Й элементов

ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ, входы каждого из которых соединены с первым и вторым выходами соответствующих сдвиговых

20 регистров М-последовательностей, выхо ды всех элементов ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ подключены к входам элемента ЕЛИ, выход которого подключен к одному входу элемента И, второй вход которого соедин< и с выходом генератора синхроимпульсов и со счетным входом счетчика, выход элемента И соединен с установоч ным входом счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам управления выходного фильтра.

Структурная электрическая схема предлагаемого генератора приведена на чертеже.

Генератор случайных сигналов со- >g держит сдвиговые регистры 1 и 2 M-последовательностей, генератор 3 синхроимпульсов, элементы 4 и 5 исключительное ИЛИ, элемент 6 ИЛИ, элемент 7 И, цифроаналоговйй преобразователь (ЦАП)

8, счетчик 9, выходной фильтр 10, состоящий из катушки 11 индуктивности, матрицы 12 из резисторов 13 и 14, транзисторных ключей 15 и 16, интегрирующих элементов 17-20, диодов 21 и

22 и усилителя 23. Выходной сигнал снимается с выхода 24. Принцип работы генератора заключается в следующем.

Генератор 3 синхроимпульсов осуществляет синхронизацию сдвиговых регистров ° При этом с указанных выходов каждого из регистров 1 и 2 на входы цифроаналогового преобразователя 8 поступает псевдослучайная двоичная последовательность. На выходе цифроана-, логового преобразователя 8 вырабатывается ступенчатое напряжение, амплитуда и длительность отдельных ступеней которого являются псевдослучайными вели35 чинами. Сигнал с выхода цифроаналого вого преобразователя 8 поступает на вход фильтра 10, осуществляющего сглаживание ступенчатого напряжения и передачу случайного сигнала на выход 24.

Если в некоторый момент времени в одном из регистров состояние разряда, соединенного со входом цифроаналогового преобразователя 8, не совпадает с состоянием предыдущего разряда, то на выходе соединенного с ними элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ, устанавливается логическая "1". Это означает, что при следующем сдвиге информация, поступающая с данного регистра на вход цифроаналогового преобразователя, из.менится, а следовательно, изменится и величина его выходного напряжения.

Несовпадение состояний указанных разрядов хотя бы в одном из регистров приводит к установлению логической "1 на выходе соответствующего элемента

ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИПИ, на выходе элемен55

884074

Д та 6 й1!1 и на другом oõîäe ээ1с-мент

7 И.

Синхроимпульс с выхода генератора

3 синхроимпульсов поступает на счетиый вход счетчика.9 и через элемент И— на установочные входы того же счетчика. Вследствие превалирования установочных входов счетчика над счетным входом, счетчик 4 устанавливается в исходное состояние, которое соответ, ствует логической "1", в младшем разряде и логическим "0" в остальных разрядах.

Информация с выхода счетчика через элементы 17-20 поступает на входы управления ключей. При этом подключенным к общей шине оказывается только один резистор, соответствующий первому разряду счетчика и имеющий максимальное сопротивление. Величина сглаживания фильтра при этом минимальна. Задний фронт импульса генератора синхроимпульсов производит сдвиг регистров. Изменившееся на выходе цифроаналогового преобразователя напряжение сглаживается в соответствии с установленным в фильтре 10 значением 7..

Если в результате сдвига состояния указанных разрядов в каждом из регистров совпали, на выходах всех элементов ИСЮПОЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ и на выходе элемента ИЛИ устанавливаются логические "0", элемент И оказывается закрытым. Следующий импульс генератора синхроимпульсов увеличивает содержимое счетчика на единицу и производит сдвиг регистров. Изменение состояния счетчика вызывает соответствующее переключение ключей, в результате которого с общей шиной оказывается подключенным другой резистор.

При дальнейшем поступлении импульсов с генератора сийхроимпульсов со» стояние счетчика увеличивается, что

45 приводит к переключению ключей вплоть до такта, вызывающего изменение напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя, после которого счетчик и фильтр 10 устанавливаются в исходное состояние. Величина, фильтра в течение плоского участка выходного напряжения цифроаналогового преобразователя увеличивается линейно в соответствии с выражением .с (T„+ 1)

R. где 1. — величина катушки инпуктивности;

884074 к — сопротивление резистора младшего разряда матрицы;

Тц — пришедшее число импульсов генератора синхроимпульсов.

Элементы 17 и l8 исключают пролезание управляющего сигнала через ключи на выход устройства путем его сглаживания. Возникающий при этом разброс времени включения и выключения ключей отдельных разрядов компенсируется на- 1о личием в цепи управления каждого ключа параллельного соединения диода и интегрирующего элемента, благодаря которым включение ключа, а следовательно, и соответствующего резистора происходит быстрее, чем его отключение, что исключает разряд катушки индуктивности в момент переключения ключей.

20 формула изобретения

Генератор случайных сигналов, содержащий N сдвиговых регистров М-последовательностей, выходы которых подключены к выходу генератора синхроимпульсов, а первый выход каждого из которых соединен с одним из ных >дон цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу выходного фильтра, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что с целью расширения спектра сигналов, в него введены счетчик, элемент И, элемент ИЛИ и Й элементов ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ, входы каждого из которых соединены с первым и вторым выходами соответствующих сдвиговых регистров M-последовательностей, выходы всех элементов ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ подключены к входам элемента.ИЛИ, выход которого подключен к одному входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом ге- ° нератора синхроимпульсов и со счетным входом счетчика, выход элемента

И соединен с установочным входом счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам управления выходного фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Ф 450306, кл. Н 03 В 29/00, 09 ° 03.73.

2. Патент США - 3885l39, кл. 235-l52, l975 (прототип), 884974

Составитель В. Егорова

Редактор Н. Гунько Техред О.Дюлай Корректор Н. Стец

Заказ 10252/82

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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