Генератор случайных сигналов

Фтт.т",. н н" О П И ГА Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ри 698118(с;1) т ( 2 Н 03 В 29/ОО с присоединением заявки Нов Государственный коиитет СССР по лелам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения С,В,Кияшко, А.С.Пиковский и И.И.Рабинович Институт прикладной физики АН СССР(71) Заявитель 54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при моделировании .систем передачи информации и автоматического регулирования, при измерении коэффициента шума различных устройств и их калиб-ровке, при исследов ании помехоустойчивости различных систем и т.п.Известен генератор случайных сигналов, выполненный на туннельном диоде, включенном в одну из ветвей ЬС-колебательного контура 11.Однако этот генератор случайньж сигналов тщеет недостаточно высокую стабильность среднего значения амплитуды вьжодных случайных сигналов . Цель изобретения - повышение стабильности среднего значения амплитуды выходных случайных сигналов . 20Для этого в генератор случайных сигналов, выполненный на туннельном диоде, включенном в одну из ветвей ЬС-колебательного контура, между 1 С-колебательным контуром и общей шиной введен усилитель с выходной катушкой индуктивности, которая индуктивно связана с катушкой ин. дуктивности ЬС-колебательного контура.30 На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного генератора случайных сигналов; на фиг, 2 - вольт-амперная характеристика туннельного диода.Генератор случайных сигналов с одержит туннель ный диод 1, ЬС-к олебательный контур, состоящий из катушки 2 индуктивности и конденсатора 3, усилитель 4 с выходной катушкой 5 индуктивности, выходы б и 7.Генератор работает следующим образом.Усилитель 4 с положительной обратной связью вносит отрицательное сопротивление в ЬС-колебательный контур, в результате чего в последнем обеспечивается режим мягкого само- возбуждения и возникают на.растающие колебания, При этом туннельный диод 1 работает в режиме, определяемом участком аЬ его вольт-амперной характеристики см,фиг .2), его дифференциальное сопротивление мало, поэтому амплитуда колебаний на выходе б гораздо больше амплитуды колебаний на выходе 7. Линейный режим работы усилителя 4 обеспечивает рост ампли.тУды колебаний в ЬС-колебательном контуре по экспоненте, Нарастание10 амперной характеристики.Поскольку фаза колебаний в моглент переключения является случайной величиной, то и начальная амплитуда колебаний в каждом цикле является случайной. С другой стороны, началь - ная амплитуда колебаний определяет45 длительность колебательного процесса в цикле, Из-за случайности на - чальной амплитуды колебаний их длительностии нек оррелирова ны между собой.50Все это приводит к тому, что на выходе б формируется случайный узкополосный сигнал (частота его блиэка к частоте 1 С-колебательного контура) в в иде некоррелированных цугов колебаний, а на выходе 7 фор глируется связанная с сигналом на колеб 311 ий 1 рОР 1 схОДРт до тех пор,пока мгновенное значение токачерез катушку индуктР 1 вности 2 недостигнет величи 11 ы 1, при которойпроисходит переключение туннельногодиода 1 с участка аЬ вольт-амперной5характеристики на участок сс 1, Фазаколебания в момент переключения тун -нельного диода 1 определяет величинунапряженности на выходе б. Б следующий за переключением туннельного10диода 1 интервал времени, меньшийчетверти периода колебаний в ЬС-колебательном контуре, ток через катушку2 индуктивности уменьшается до величины 11, при которой происходитпереключение туннельного диода 1 научасток аЬ вольт-амперной характе -ристики,Поскольку мал интервал вреглени,в течение которого рабочая точкатуннельного диода .1. находится на 20участке сй вольт-амперной характеристики, на выходе 7 формируетсяимпульсное напрякение, а напряжениена выходе б существенно не меняетсяи практически равно величине, которая 25была в момент переключения туннельного диода 1 с участка аЬ на участоксй вольт-амперной характеристики.Далее в ЬС-к олеба те льном к онтуреснова происходит. нарастаощий колебательный процесс, причем начальнаяамплитуда колебаний в этом циклезависит не от начальной амплитудыколебаний в предыдущем цикле, а отнапряжения на выходе б, которое 35определяется фазой колебания вмомент переключения туннельного диода 1 с участка аЬ на участок сй вольтвыходе б последовательность им 11 у 1 ьсов с пОстОянной амплитудойОп 1 н" . - деляег 1 ой характеристикой туннельного диода 1 и случайным интервалом между импульсами.Нестабильность параметров усилителя 4 оказывает влияние на гараметры каждого цуга в отдельности, но не влияет на взаимную корреляцию цугов, потому что начальная амплитуда в каждом цуге определяется только моментом, когда ток через катушку индуктив ности 2 достигает величины 1 О . По этой же причине указанная нестабильность не влияет на статические параметры генерируемого сигнала и флуктуации параметров туннельного диода 1, которые могут вызвать изменения величины 1Мощность генерируемых сигналов определяется активным диапазоном источника энергии - ускяителя 4." чем мощнее усилитель 4, тем больше генерируемая мощность и, соответственно, тем меньше усилительных каскадов требуется в генераторе.Предложенный генератор позволяет генерировать случайные сигналы двух видов. Он прост, интенсивность генерируемых сигналов не зависит от частоты контура, что позв оляет перестраивать частоту в широких пределах. Кроме того, отсутствует необходимость настройки схемы при замене в генераторе источника энергии или нелинейного элемента, поскольку статические характеристики сигнала практически не зависят От их параметров,Формула изобретенияГенератор случайных сигналов,выполненный на туннельном диоде,включенном в одну из ветвей ЬС-колебательного контура, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности среднего значения амплитуды выходных случайныхсигналов, между ЬС-колебательнымконтуром и общей шиной введен усилитель с выходной катушкой индуктив -ности, которая индуктивно связанас катушкой индуктивности ЬС-колебательного контура.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Смирнов В.В.,Генераторы натуннельных диодах, М Энергия,1971, с.11, рис.5 (прототип).698118 Н.Матвиенкосталош Корректор Е.Лука оставите ехред И; Редактор Л.йлексеенк Заказ 6567 18 илиал Т 1 ПП Патентф, г.ужгород, ул, Проектна Тираж 3.060 ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 3035, Москва, Ж, Раушская