Генератор псевдослучайных сигналов

О П И С А Н И Е пц Бз 7 бвИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свид.ву16344 2 рисоединением заявкиПриоритет Опубликовано 05.11.76 осударственныи комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий летень) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛ Изобретение относится к области вычисли тельной техники и может быть использовано при моделировании случайных процессов.Известны генераторы псевдослучайных сигналов.Один из известных генераторов псевдослучайных сигналов 11 содержит генератор тактовых импульсов и регистр сдвига с линейной обратной связью, Однако, этот генератор не позволяет получать сдвинутые копии псевдослучайных сигналов,Другой известный генератор псевдослучайных сигналов 1 21 также содержит генератор тактовых импульсов и регистр сдвига с линейной обратной связью, Для получения сдвинутых копий псевдослучайного сигнала в генератор введен второй регистр сдвига с линейной обратной связью. Однако этот генератор не позволяет получить широкополосный псевдослучайный сигнал.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор псевдослучайных сигналов 31, содержаший блок управления, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, с первым входом первого элемента ИЛИ и спервыми входами блока элементов И, выходыкоторых соединены с входами второго элемента ИЛИ, а вторые входы - с разряднымивыходами й -разрядного кольцевого регистра сдвига, вход сдвиг которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход сброс" через первый формирователь - к выходу первого элемента ИЛИ,10 а выход - ко второму входу первого элемента ИЛИ, два М-разрядных регистра сдвигас линейной обратной связью, вход первогоиз которых непосредственно, а второго через второй формирователь подключены к вы 15 ходу блока управления,Недостатком такого генератора являетсяузкая полоса рабочих частот с равномернойспектральной плотностью псевдослучайногосигнала,20 целью изобретения является расширениеобласти рабочих частот генератора.Для достижения поставленной цели предложенный генератор дополнительно содержиттретий элемент ИЛИ, первый вход которого25 соединен с выходом П -го разряда Иразрядного кольцевого регистра сдвига, авторой - с последним выходом блока элементов И, первый и второй триггеры, счетные входы которых подключены к выходамвторого и третьего элементов ИЛИ соответственно, а входы установки - к выходу блока управления, третий и четвертый формирователи, входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а выходысо входами сдвиг" первого и второго М- Иразрядных регистров сдвига с линейной иобратной связью соответственно, первый ивторой сумматоры но модулю пвапервыевходы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а вторые - с пер- Йвыми выходами первого и второго М, -разрядных регистров сдвига с линейнэй обратной связью соответственно и два аналоговых сумматора, первые входы которыхподключены к выходам первого и второгосумматоров по модулю два, вторые - ковторым выходам первого и второго М -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью, а выходы - к первому и второму выходу генератора соответственно,На фиг. 1 приведена блока-схема генератора; на фиг. 2 - зависимость спектральнойплотности от частоты,Генератор содержит Я -разрядный кольцевой регистр сдвига 1, вход "сдвиг" кохирого подключен к выходу генератора. тактовых импульсэв 2, а выходы - кэ входам блокаэлементов И 3, выходы которого подключены ко входам элементов ИЛИ 4 и 4 Выход регистра 1 через элемент ИЛИ 4- иформирователь 54 подключен ко входу этогорегистра,Генератор содержит также формирователи 5, 5 и 5, вход которого подключен к выходу блока управления 6, а выход4 Око входу Я -разрядного регистра сдвигас линейной обратной связью 7 вход "сдвиг"которого соединен с выходом формирователя 5Выход формирователя 5 соединенУ р/4 бсо входом сдвиг М - разрядного регистрасдвига с линейной эбратнэй связью 8 авхэц - с выходом триггера 9, счетный входкотэрэгэ пэлключен к выхэцу элемента ИЛИ 4а вход установки - к выходу блока управлеЗОния 6, выход которого подключен ко входугенератора 2, ко входам блока элементовИ 3, кэ входу элемента ИЛИ 4, ко входам"сброс" регистров 7 и 8 и ко входу установки триггера 9 , счетный вход которогоббподключен к выходу элемента ИЛИ 4 авыход - ко входу формирователя 5 э. Крометого, генератор содержит сумматоры по модулю два 10 и 10входы которых соединены с выходами регистров 7 и 8 итриг- у герэв 9, и 9 и аналоговые сумматоры 11.4 и 1. Одни входы последних соединены с выходами регистров 7 и 8, другие - с выходами сумматоров по модулю два 104 и 10, а выходы - с выходами генерат 4 ра.Заданный закон изменения задержки псевдослучайных сигналов во времени представляется в виде двоичных М-разрядных кодов для грубого изменения задержки и позиционных ( П + 2)-разрядных кодов для точного изменения задержки (два разряда необходимы для исходной установки триггеров 84 и 9 ),Зти коды заносятся в 3 блока управления 6. Блок управления 6 вырабатывает импульсы запуска, поступающие на вкодыформирователей 5 и 5которые осуществляют сброс вссх ячеек регистров 1 и 7 кроме первой, куда записывается "единица", и сброс ячеек регистра 8 с последующей записью в него М-разрядного кода, соответствуюп% го грубому значению заданной задержки. Одновременно блок 6 осуществляет подачу т - разрядного позиционного кода на вторые, попарно соединенные входы блока 3 элементов И и производит исходную установкутриггеров 9 и 9 . Зтим обеспечивается установка точного значения заданной эадеуаааЬ Затем включается генератор 2, осуществляющий продвижение импульса, записанного в ячейку регистра 1, от первой ячейки к И -Й с последующим его вводом через элемент ИЛИ 4 и формирователь 5 снова в первую ячейку. Импульсы с относительной задержкой, определяемой й-разрядным кодом, поданным на входы блока 3 элементов И, и удвоенной по сравненпо с эацержкой в прототипе частотой следования, через элементы 4 и 4 ИЛИ подаются на счетные входы триггеров 9 и 9.Удвоение частоты происходит вследствие того, что импульс, записанный в регистр 1, в каждом цикле его движения от первой ячейки к Й -й за счет попарного соединения вторых входов блока 3 элементов И через й элементов и подключения выхода первого и второго входа и -го элемента этого блока ко входам третьего элемента ИЛИ 4дважды попадает на. выходы элементов ИЛЙ 4 и1 4На выходах триггеров 81 и 9 формиру ются импульсы меандра с периодом,Я=пэ где г о - частота следования тактовыхимпульсов генератора 2) и относительной задержкой в интервале О т б 1определяемой значением Й -разрядного кода и исходной установкой триггеров 9 и 9 , Им 2 пульсы меандра поступают на входы формврователей 54 и 52,с выхода которых подаются на входы "сдвиг" регистров 7 и 8,Одновременно импульсы меандра поступают на один из входов сумматоров по модулю два 10 и 10 т, вторые входы которых соединены с выходами Ггт -й ячейки регистров 7 и 8, Поскольку начало периода импульсов меандра совпадает с началом периода тактовых интервалов псевдослучайной последовательности, операция суммирования этих сигналов по модулю два равносильна смене знака псевдослучайной последовательности Во всех четных или нечетных интервалах. В результате средняя частота следовани импульсов последовательности на выходе сумматора увеличивается в два раза,что приводит к смещениюРа На ЧаСТОТУ .,Д/,г.,ГДЕ РаГПОЛОжэтт МтпИмум спектра пос,ледовательности, снимаемыйс регистра, Из-за независимости чередованиясимВОлОВ исходной послодОВательности реГистоа, последовательность на выходе сумматорапо модулю два оказывается ортогональной кней,Таким образом, расширение области рабочих частот генератора с равномерной спектральнОЙ плотностью сиГналов может бытьдостигнуто суммированием последовательности, образованной та выходе сумматора помодулю два, и последовательности регистрачто обеспечивается подключением ВходованалоГовых сумматОООВ 1 1 и 1 1к ВыхоЗОдам сумматоров по модулю два и Выходамячеек М-разрядных регистров сдвига.Спектр С (яЗ 3 сигнала на Выходе сумматора приВеден на фиГ. 2, Где представлены также спектр (С) последовательнос-,"т.,5ТИ, СНИмаЕМОй НЕПОСрэдСТВЕННО С тЕгистров 7и 8 и спектр 6ОЗ ) последовательности на выходе сумматоров по модутпо два,Сравнечие спектров С 1 О 3) оц.т) покаЪ 40зывает, что при допустимой неравномерностиспектоальной плотнОсти В 0,6 до эоластьрабочих частот предлагаемого генераторапримерно в 7 раз шире, чем у известногогенератора, Быстродействие элементов М -46разрядных регистров генератора при этомне увеличивается и составляет менее 0,8от верхней границы равнэмернэгэ спектрасигнала,ббформула изобретения Генератор псевдослучайных сигналов, содержащий блок управления, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, с первым входом первого элемента ИЛИ и с первыми входами блока элементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, а вторые входыс разрядными выходами М -разрядного кольцевого регистра сдвига, вход "сдвиг" которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход "сброс" через первый формирователь - к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - ко второму входу первого элемента ИЛИ, два М -разрядных регистра сдвига с линейной обратнойсвязью, вход первого из которых непосредственно, а второго через второй формирователь подключены к выходу блока управления, О т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области рабочих частот генератора, он дополнительно содержит третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом й -го разряда Й -разрядно- ГО кольцевого регистра сдвига, а второй вход - с последним выходом блока элементов И, первый и второй триггеры, счетные входы которых подключены к выходам второго и третьего элементов ИЛИ соответственно., а входы устаьовки - к выходу блока управления, третий, четвертый формирователи, Входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а выходы - со входами "сдвиг" первого и второго М -разрядных регистров сдвчга с линейной обратной связью соответственно, первый и второй сумматоры по модулю два, первые входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а вторые входы - с первыми ьыходами первого и второго М -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью соответственно, и два аналоговых сумматора, первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров по модулю два, вторые входы - ко вторым выходам первого и второго М -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью, а выходы - к первому и второму выходу генератора соответственно. Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:1. Еэрн Г. Мэделирэвание случайных процессов на аналоговых и аналэгэ-цифрэвых машинах "Мир" М., 1968 г.2. Яковлев В, В федэрэв Р. В. Стэхастические вычислительные машины, "Машинэстрэение Л, 1 974 г,3. Авторское свидетельствэ СССР %430369, кл. Я 06 Р 1 тт 02, эт 1973 г.