Генератор псевдослучайных узкополосных сигналов

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Респубпии

955046 (61) Дополнительное к авт. саид-ву 14 840897 (22) Заявлено05.12,80 (21) 3213285/18-24 (5 l ) M. Кл, Cj 06 Р 7/58 с присоединением заявки М (23) Приоритет

ГесуАвретвекыИ комитет

СССР

325 (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ УЗКОПОЛОСНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычиспитепьной технике и предназначено дпя разпичных устройств, где необходим синтез узкопопосных спучайных сигналов.

По основному авт. св. N. 840897 известен генератор псевдослучайных узкопопосных сигнапов,содержаший арифметическое устройство, одной группой входов подкпюченное к датчику спучайных чисеп че- 0 реэ бпок перекпючатепей, другой — к эадаюшему регистру, а выходами — ко входам сумматора, вторая группа входов которого подключена к выходам через формируюший регистр, а выход переноса - 15 ко входам 7 и К триггера, синхронизируюший вход которого объединен с тактовым входом формируюшего регистра и явпяется входом генератора, а выход соединен с выходом фипьтра.

Недостатком известного генератора яв. пяется постоянство амппитуды выходною v сигнапа, что сужает обпасть его применения.

2 цепь изобретения — расширение функционапьных воэможностей генератора путем обеспечения случайного распредепе« ния амплитуды на выходе генератора.

llns достижения поставпенной пепи в генератор псевдослучайных узкополосных сигналов введены формпроватеиь стохастических констант, преобразователь код-напряжение и второй фильтр, выход которого является вторым выходом генератора, а вход фильтра подключен к выходу преобразоватепя код-напряжение, первый выход которого подключен к выходу тригге-ра, а второй вход преобразоватепя код-на. пряжение через преобразователь вероятнбсть-код подкпючен к выходу датчика псевдоспучайных чисел.

На фиг. l изображена блок-схема генератора; на фиг, 2 - структурная схек1» преобраэоватепя код-напряжение.

Генератор содержит арифметическое устройство 1, одной группой входов подключенное к датчику 2 псевдоспучайных

3 9550 чисеп через бпок перекпючатепей 3, а другой - к задающему регистру 4. Выходами устройство 1 подключено ко входам сумматора 5, причем выходы сумматора

5 соединены с другой группой входов через формирующий регистр 6, а выход переноса - ко входам 3 и К триггера 7.

Тактовые входы регистра 6 и триггера 7 объединены со входом 8 генератора. Выход триггера 7 соединен с первым выход- »О ным фильтром 9 непосредственно, а со вторым выходным фипьтром 10 - через преобразоватепь 11 код-напряжение, уп- равпяюшие входы которого подключены к выходам датчика 2 спучайных чисеп через формироватепь 12 стохастических констант.

Преобраэоватепь 11 код-напряжение содержит»п погических узпов 13„, ..., 13„, ..., 13 . Каждый узеп-13„состоит из эпемента И-НЕ 14„, подкпюченной одним входом ко входной шине 15, а другим к управпяющей шине 16 и входу эпемента И-НЕ 17„, второй вход которого подкпючен к шине 15 через инвертор 18. Выход эпемента И-HE 14„подключен к выходу 19 узпа 13; через инвертор 20„, а выход элемента И-НЕ 17 х выходу 21„узла 13„непосредственно.

Выходы 191, ..., 19 и 21» „..., 21

30 подключены к цепочке поспедовательно соединенных резисторов 221, ..., 22»»» через резисторы 23„,..., 23» и 241, ..., 24н. Резисторы 231 и 24», а также 23 и 24н, попарно соединены с началом и концом цепочки 221 ..., 22N» а резисторы 23 и 24» - в точке, соединяющей резисторы 22; „и 22; цепочки. Начало и конец цепочкй одновременно соединены с общим проводом соответственно через резисторы 25» и 25, а конец QeiO почки так же соединен с выходом преобраэоватепя 11 через конденсатор 26.

Генератор работает спедуюшим образом. .датчик псевдослучайных чисеп 2 ге- 4> нерирует поспедоватепьность независимых и(+1 разрядных чисеп с законом распределения вероятностей, бпизким к равномерному, которая поступает на вход бло ка перекпючатепей 3, содержащий п» кпю- >О чей, осушествпяющие подкпючение разрядов спучайных чисел на вход арифметического устройства 1. Причем нупевой разряд поспедоватепьности испопьэуется как знаковый (О соответствует ппюсу, а 1минусу) и поступает на вход арифметического устройства 1 непосредственно. При этом на выходе блоке перекпючатепей

46 4 ймеем новУю поспедоватепьностьА(п(где ) у и — порядковый номер чиспа датчика спучайных чисел; F - частота смены чиспа, которая поступает на вход арифметического устройства 1, где происходит алгебраическое сложение чисеп В, хранящихся в задающем регистре 6, с последовательin постыл А(— ),образуя при этом новую числовую последовательность

Сф В 4(f) (— ), raeq (— ) - знаковая функция поспедоваt1 тельности, соответствующая нулевому разряду датчика случайных чисеп 2, которая поступает на вход сумматора 5. Еспи в исходном состоянии формирующий регистр

6 обнупен, то на выходе сумматора 5

A имеем чиспо С(<),cîîòâåòcòâóþøåå чиспу с выхода арифметического устройства 1.

На выходе переноса m -ro разряда сумма- тора 5 действует нопь и триггер 7 эа« крыт по синхровходу. В момент прихода импульса по входу 8 регистр 6 записывает состояние на его входах и на.выходе сумматора 5 образуется удвоенное число 2С(ф) . По следующему импупьсу по входу 8 - утроенное ЗС(— ") и т.д. до тех пор, пока на выходе сумматора 5 иис ло не превысит 2 -1, где и» - копичест,во основных разрядов сумматора 5. В этот момент на входах регистра 6 имеем чиспоВравное (х»») c(ф) 2 с(-") (где g порядковый номер импупьса со входа 8), а на выходе переноса m -го разряда и на входах 3 и К триггера 7 — единицу, открывающую триггер по синхровходу. При этом по k"+1 импульсу происходит перекпючение триггера и на входах регистра

6 имеет число(М)С(ф) 2 < 2С (ф), а на выходе переноса Ф -го разряда нопь, Триггер 7 закрывается по синхровхопу, запоминая при этом установпенное состояние.

Al

После прохождения 2 импупьсов по входу 8 на. выходе переноса единица появляется С раэ, регистр 6 переходит в исходное состояние и процесс повторяется.

Таким образом, еспи частота следования импульсов на входе 8 равна fz то частота следования импупьсов на выходе переноса разряда сумматора 5

1 „В А 9 а после триггера 7

В А — " — "„

»„,„(,)2 пои условии 1 >тГ, Ц1

U Р1 b g!4-(1-Л! сли(а;)1Ь=О то(а;), иО(а;),„. (, Пр ,этом величина напряжения равна ее сред-. нему значению.

Следовательно, на выходе отсутствует модулнруюшая составляющая и процесс смещен на выходе преобразователя на величину постоянного напряжения .

0„и пкн ь 1=j 2j-1 которая заграждается разделительным конденсатором 26.

Такое построение преобразователя код-напряжение с использованием логичес. ких элементов позволяет исключить схемы перехода и согласования с выходами блока рандомизации, которые были бы необходимы при построении преобразователя на аналоговых ключах, что обеспеч! вает упрошение и технологичность устройства.

Генератор псевдослучайных уэкопоцос ных сигналов ло авт. св. % 840897, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью решения функционных возможностей генератора за счет формирования сигнала со случайными амплнтудами, он содержит преобразователь вероятность»код, преобразователь код-напряжение и второй фильтр, выход которого является вторым выходом генератора, а вход фильтра под,ключен к выходу преобразователя код-напряжение, первый вход которого подключен к выходу триггера, а второй вход преобразователя код-напряжение через преобразователь вероятность-код подключен к выходу датчика псевдослучайных чисел.

Число В о!грсделяет центральную час тоту процесса 1,„= „„„ f„÷èñïî A()-откпоВ и иение чаототы от!,:ь((у) „то,ply!знак отклонения.

B результач е случайности потока чиселА® и(® на выходе триггера 7 .имеем клиппированный узкополосный псевдо. случайный процесс. Дпя сглаживания скач- о ков на выходе триггера 7 ставится фильтр

9. Таким образом, выход 1 генератора формирует случайный процесс с нормиро-. ванной амплитудой.

Одновременно к выходу триггера 7 подкшочен преобразователь 11 код-напряже ние, управление которым осуществляется от датчика 2 случайных чисел через формирователь 12, формируется новая числовая последовательность|)(),которая

B статически независима! А (-) . Зто обес; печивает уравновешивание плотности энергетического спектра и,формы моделирующего спектра сигнала. При этом на выходе преобразователя 11 код-напряжение имеем процесс с изменяющейся амплитудой, закон распределения амплитуд которой близок к равномерному. Дпя сглаживания скачков напряжений ставится фильтр

10, с выхода которого поступает формируемый аналоговый сигнал со случайным распределением амплитуд.

Таким образом обеспечивается расширение функциональных возможностей генератора.

Преобразователь 11 выполнен из расчета,.чтобы величины резисторов (R! ) и (Р„) 4 были равны и значительно превышали выходное сопротивление 20, и элемента И-НЕ 171, которыми можно пренебречь вследствие их незначительноси ти. Одновременно величины резисторов

2Э, 24!, 22! t2Qp25 cBR3BBbl PBBBBcTBoM

ФД1Ф l ling l 1тт l 2l75 ,ч. е 2 2.. аи

Клиппированный сигнал с выхода триггера 7 поступает на вход 15 преобразователя 11, который инвертируется на выходе инвертора 18. Таким образом,если на управляющем -входе 16 действует единица, то на выходах 19! и 21„ имеем ортонормированные процессы, которые ор тонормированы с выходом триггера 7.

Если на выходе управления 16 имеем ноль, то на выходе 19 имеем ноль, а на выходе 21 - единицу.

И

Приняв напряжения с выходов 19 и 21<, соответствующие логической единице, равными 01, а соответствующие ло-.

46 гическому нулю, равными нулю, то на выходе йреобразоватепя 11 код-напряжение до конденсаторов 26 имеем

0,(а) а„ ),д а,(),„ !!КН 6 „1 М() где а;(1)(,0 - логическое состояние на выходе 19; ад ) 1 =),0 - -логическое состояние на вь|ходe 21

Если(а )!ь= 1 то(а„)„ (а;),. При этом на выходе преобразователя.л -го разряда имеем среднее значение

Ф орму ла из о бре тения 55046

IS

Й-7

) 3

Фиг.

Составитель А. Карасов

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Ач Корректор Е, Рошко °

Заказ 6438/53 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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