Генератор нормального случайного сигнала с заданным энергетическим спектром

(71) Московский ин тут радиотехники, электроники и автоматики(56) 1. Бобнев М.П. Генерированиеслучайных сигналов М "Энергия",1971, с. 54-71,2. "Зарубежная радиоэлектр1982, У 4, с. 15.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ф 3624296/24-24,кл. С 06 Г, 15.05.83 (прототип).4. Узлы магнитоэлектронные наоснове спинового эха. Термины и определения. ОСТ 4 Г 0.306.206-83.5.Петров М.П.и Степанов С.И. Обработка информации в радиотехническихсистемах методом спинового эха,Обзор, сер. 1. "Электроника СВЧ",вып.10 (385). М., ЦНИИ, "Электроника", 1976.6. Кочемасов В.Н Белов Л.А. Оконешников В.С. Формирование сигналовлинейной частотной модуляцией.(54) (57) ГЕНЕРАТОР НОРМАЛЬНОГО СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМ .ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРОМ, содержащий блок синхронизации, первый и второй выходы которого соединены соответствено с входами генератора линейно-частотно-модулированных колебаний и функционального преобразователя, выход которогосоединен с управляющим входом модулято"ра, информационный вход которогоподключен к выходу источника шума,а выход модулятора соединен с первымвходом первого умножителя, и второйумножитель, выход которого являетсявыходом генератора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит резонатори коммутатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом второгоумножителя, с управляющим входом ре"зонатора и с вторым входом первогоумножителя, выход которого соединенс информационным входом резонатора,выход которого соединен с вторымвходом второго умножителя, третийвыход блока синхронизации соединенс управляющим входом коммутатора,информационный вход которого соеди"нен с выходом генератора линейночастотно-модулированных колебаний.11661Изобретение относится к радиотехнике и может использоватьбя в имитаторах сигналов и помех.Известен аналоговый генератор случайного сигнала, содержащий по" 5 следовательно соединенные генератор шумового сигнала и формирующий фильтр Я .Однако такой генератор обладает невысокой точностью и стабильностью, 10 особенно при формировании сигналов, энергетический спектр которых опйсывается сложными зависимостями, Кроме того, его перестройка для получения сигналов с различной формой 15 спектра затруднена и, практически, требует замены формирующего фильтра. Известно устройство, в качестве генератора случайного сигнала с заданным энергетическим .спектром, содержащее последовательно соединенные генератор шумового сигнала, первый перемножитель, первую дисперсионную линию задержки, модулятор, вторую дисперсионную линию задержки, второй перемножитель, а также первый генератор линейно-частотно-модулиро,ванныхколебаний, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, генератор передаточной функции, выход которого соединен с вторым входом модулятора, второй генератор линейно-частотно-модулированных колебаний, выход которого соеди нен с вторым входом второго перемножителя, Для нормальной работы такого генератора в схеме должен быть предусмотрен синхронизатор, выходи которого необходимо соединить соот- .40 ветственно с входами первого и второго генераторов линейно-частотно- модулированных колебаний и входом генератора передаточной функции 2.Однако данный генератор имеет .не высокую точность. Это обусловлено тем, что генератор работает по принципу прямого и обратного преобразо-. вания Фурье. Неизбежно возникающие в прямом преобразователе Фурье по грешности приводят к появлению искажений энергетического спектра сформированного сигнала, Кроме того, недостатком такого устройства является его высокая стоимость. 55Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор нормального случайного сиг-, 1 О 6нала с заданным энергетическим спе ктром , содержащий последовательно соедин енный генератор шумового сигнала, модулятор , первый пе ремножитель , диспе рсионную линию задержки, второй перемн ожитель , а также генератор передаточной функции , выход которого соединен с вторым входом модулятора , первый и второй генераторы линейно- частотно -модулированных колебанийподключенные выходами к вторым входам перемн ожителей , синхронизатор , выходы которого соединены соответственно с входами генератора передаточной функции , первого и второго ген ер аторов линейно- частотно-модулированных колебаний 3 .Однако известный генератор обладает недостаточной точностью.Целью изобретения является повышение точности.Поставленная цель достигается тем, что в генератор нормального случайного сигнала с заданным энергетическим спектром, содержащий блок синхронизации, первый и второй выходы которого . соединены соответственно с входами генератора линейно-частотно-модулированных колебаний и функционального преобразователя, выход которого соединен с управляющим входом модулятора, информационный вход которого подключен к выходу источника шума, а выход модулятора соединен с первым входом первого умножителя и второй умножитель, выход которого является выходом генератора, введены, резонатор и коммутатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом второго. умножителя, с управляющим входом резонатора и с вторйм входом первого умножителя, выход которого соединен с информационным входом резонатора, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя, третий выход блока синхронизации соединен с управляющим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с выхощм генератора линейно-частотно-модулированных колебаний. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого генератора.Генератор содержит источник 1 шума, модулятор 2, умножитель 3, резонатор 4, умножитель 5, функциональный преобразователь 6, коммутатор 7, блокОб 4быть получен от стандартного генератора шума типа Г 2-37. Выходной сигнал модулятора 2 поступает на умно- житель 3, где он умножается на А и далее подается на информационный вход резонатора 4. Затем в момент 1 =2 Т 14 из блока 8 на коммутатор 73, подается вспомогательный импульс уп равления длительностью Т (Тс Т ). При этом в коммутаторе 7 выход синхронизатора 8 подключается к входу управления резонатора 4 и вспомогательный импульс проходит на резонатор 4. В момент й =1 +С =ЗТ 4 на выгходе резонатора 4 появляется стимулированный сигнал спинового эха 41. Одновременно, т,е. в момент , импульсом блока 8 синхронизации производится запуск генератора 9 в третий раз. Его выход в коммутаторе 7. подключается к второму входу умножителя 5, Умножители 3 и 5 могут быть выполнены по схемам, приведенным в 71 и 8 . Собственно, резонатор представляет собой торроидальный сердечник из материала (рабочего вещества), обладающего ядерным магнитным резонансом 51, на котором намотаны 3 ЕС контура малой добротности: входной, управляющий и выхоДкой, Частоты настройки контуров одинаковые и равные средней частоте резонансной ха.рактеристики рабочего вещества, В умножителе 5 происходит перемножение выходного сигнала резонатора 4 с сигналом АИ). С выхода второго умно- жителя 5 снимается сигнал Бс(С). На этом цикл работы генератора заканчивается.Коммутатор 7 представляет. собой распределитель импульсов в виде двоичного счетчика на .4 и двоично-деся" тичного дешифратора, и пяти аналоговых ключей. Аналоговые ключи могут быть выполнены по одной иэ схем, приведенных в 171 и 8.Блок 8 синхронизации представляет собой задающий импульсный генератор, например Р 5"60.Это обстоятельство выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как дает воэможность при одинаковой величине погрешностей формирования энергетического спектра в значительной степени снизить требова-, ния к точности и стабильности генератора ЛЧМ сигнала и в конечном итоге уменьшить трудовые и материальные 3 1166-,1(йо+0,50 1АЖ= е 30 где .Яо - несущая частота.Генератор 9 может быть выполнен по одной из схемприведенных в 6.По окончании импульса А(С), в мо мент 12=Т 4, происходит вторчнй запуск генератора 9. При этом его выход в коммутаторе 7 подключается к второму входу умножителя 3, Одновременно, импульсом блока 8 запуска ется функциональный преобразователь 6, в качестве которого может быть использован, например, генератор сигналов специальной формы Г 6-27.При этом может быть получен выходной 45 сигнал с энергетическим спектром четырех видов, Функциональный преобразователь 6 вырабатывает сигналН (,й). Этот сигнал поступает на модулятор 2 выполненный по одной из 50 схем, приведенных в 7 . В модуляторе 2 происходит перемножение шумового сигнала (рС), подаваемого из источника 1 шума, с сигналом функционального нреобразователя 6. Сигнал 55 (И С) должен иметь нормальный закон аспределенияи равномерный энергетический спектр. Такой сигнал может 8 синхронизации и генератор 9 линей, но-частотно-модулированных сигналов.В предлагаемом устройстве используется сигнал одного и того же генератора линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) колебаний как для умножения в умножителях, так и для формирования импульсной характеристики резонатора, которая (при наличии вспомогательного сигнала) приобретает вид ЛЧМ-импуль са 5, т.е. резонатор ведет себя как дисперсионная линия задержки.В результате коэффициенты ц; будут одинаковыми равными р и, следовательно, искажения, вызванные их разли чием, пропадут.Режим работы предлагаемого синтезатора циклический. В момент =0 импульсом синхронизации, поступающим из блока 8, запускается генератор 9. 20 Одновременно импульсом управления, также поступающим иэ блока 8, коммутатор переводится в состояние, при котором выход генератора 9 подключается к входу управления резонато ра 4. Генератор 9 вырабатывает сигнал Адлительностью Т5 1166106 затраты при его проектировании и изготовлении. ва 1 Составитель А,Карасовдактор Г.Волкова Техред А.Бабинец Корректор Л.Бес Заказ 4 1/44 ТиражВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Москва,710 Подписновенного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/ ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Дополнительное преимущество синтезатора - возможность получения реали-заций. выходного сигнала большой дли-йтельности, вплоть до 10 С, что в известном устройстве исключено, ввиду отсутствия дисперсионных линий задержки с необходимыми для этого пара- О метрами. 6Экономический эффект при использонии предлагаемого синтезатора будет . определяться (вследствие его высокой точности) снижением трудозатрат при настройке с его помощью различной аппаратуры (коррелометров, радиовысотомеров и др,)Конкретная оценка этой составляющей экономической эффективности станет возможна после изготовления опытного образца синтезатора.