Генератор псевдослучайных узкополосныхсигналов

ни 840897 Союз Советских Социалистических Республик0979 (21) 2820438/18-2 ием заявки М арственный комитеСССРелам изобретенийи открытий осу ень Й ано 230681.Бюл К 681,325 088,8) 0 6,81 Дата опубликований описани 72) Авторы изобретен Ким, В.Н. Покровский и Ю.Н. Степаненко) Заявител 4) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ УЭКОПОЛОСНЫ СИГНАЛОВИзобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляразличных устройств, где необходимсинтез узкополосных случайных процес.совИзвестен генератор случайных сигналов, содержащий генератор линейно,изменяющегося напряжения, универсальный нелинейный преобразователь - политрон, .два блока перемножения, дваблока запоминания, счетчик, накапливающий сумматор, генератор гармонических сигналов, датчик нормальныхслучайных чисел. Укаэанный генераторпозволяет моделировать узкополосныепроцессы 111,Однако данный генератор характеризуется повышенной сложностью и егоприменение нецелесообразно при решении задач более узкого плана,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является генератор псевдослучайнойпоследовательности, содержащий генератор импульсов, сумматор по модулюдва, резистор сдвига, подключенныйчерез формирующее устройство к выходному фильтру. Известный генератор характеризуется простотой схемного решения Недостатком данного генератора является невозможность оперативнойперестройки спектральных характеристик сигнала, нИзкая стабильностьмоделируемых характеристик вследствиеиспользования аналоговых формирующих элементов.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей и повышениестабильности центральной частоты,испектральной плотности моделируемогосигнала генератора, что в конечномсчете повьхаает точность генератора.Цель достигается тем, что генера тор псевдослучайных узкополосных сигналов, содержащий генератор М послецовательности, введены группа переключателей, группа сумматоров по модулю два комбинационный сумматор, 20 комбинационный Формирующий сумматор,Формирующий регистр, Зк-триггер, выходной фильтр и задающий регистр, выходкоторого соединен со входом комбинационного сумматора, группа входовкоторого соединена с выходами группысумматоров по модулю два группы соответственно, первые входы которыхчерез переключатели группы подключенык выходам генератора М-последователь- О,ности соответственно, нулевой выходкоторого соединен со вторыми входами сумматоров по модулю два группы и с управляющим входом комбинационного сумматора, выход которого соединен с первым входом комбинационного формирующего сумматора, второй вход которого соединен с выходом Формирующего регистра, вход которого соединен с первым выходом комбинационного Формирующего сумматора, второй выход которого подключен ки К входам ;К-триггера, синхронизирующий вход которого объединен с тактовым входом Формирующего регистра и является входом генератора, выход ЭК-триггера соединен со входом выходного фильтра, выход которого является выходом ге нератора.На чертеже приведена блок-схема генератора.Генератор содержит генератор М-пос-о ледовательности, состоящий из генератора 1 импульсов, выход которого соединен со входом регистра 2 сдвига, с сумматором 3 по модулю два в цепи обратной связи. Выходы генератора М-последовательности через группу переключателей 4 соединены с первыми входами группы сумматоров 5 по модулю два, вторые входы которых подключены к нулевому выходу генератора М-последовательности и к управляюще- ЗО му входу комбинационного сумматора 6, вход которого подключен к выходу задающего регистра 7, группа входов к выходам группы сумматоров 5 цо модулю два, а выход - к первому входу 35 комбинационного формирующего сумматора 8, второй вход которого подключен к выходу формирующего регистра 9, первый выход - к его входу, а второй выход - к )К-входам )К-триггера 10, синхронизирующий вход которого объединен с тактовым входом формирующего регистра 9 и является входом генератора, а выход подключен ко входу выходного фильтра 11, выход которого является выходом генерато ра. Генератор работает следующим образом.Импульсы с генератора 1 импульсов 50 с частотой следования поступают на регистр 2 сдвига, причем регистр 2 совместно с сумматором 3 по модулю два, образуют генератор М-последовательности и стимулируют генерирование 5 псевдослучайной М-последовательности. Учитывая то, что с каждого разряда регистра 2 вероятность появления единиц и нулей близко к 0,5, можно считать- что закон распределенных генерируемого (щ)- разрядных 60 чисел имеет равномерный закон распределения. Сформированный поток псевдослучайных чисел А (- )поступает через блок переключателей на всум-маторов по модулю два 5). . ., 5), 65 причем один из разрядов (нулевой) с регистра 2 поступает непосредственно на вторые входы сумматоров 5,5 , при этом в зависимости от состояния нулевого разряда регистра 2 на выходе имеем либо прямой, либо обратный код сформированного потока чисел А( в ). Это необходимо для того,Пчтобы сформировать новую последовательность чисел, смещенную относительно куля на величину В. С ц = В +И+ А () . Организация этой последовательности осущствляется комбинационным сумматором 6 и задающим регистром 7, в который предварительно вводят число В, На вход 13 сумматора б поступает сформированная последовательность, соответствующая модулю чиселА ( - "), на вход,15 - число В, а на вход 14 переноса младшего разряда нулевой разряд регистра 2. Таким образом, если на нулевом разряде имеем ноль, происходит сложение чисел по выходу сумматора б Афи В, а если единица - вычитание.Далее следует устройство, включающее Формирующий комбинационный сумматор 8 и Формирующий регистр 9, которое образует схему управляемого генератора импульсов с частотой следования, пропорциональной коду, приложенному.ко входу 16, Ксли в исходном состояниив формирующем регистре 9 записано нулевое число, а на вход 16 подано число из сумматора б, то по мере поступления счетных импульсов с шины 12 на выходе регистра 9 Формируется монотонно нарастающая последовательность чисел с дискретностью С до тех пор, пока на выходе переноса старшего разряда сумматора 8 не появится единица, В этот момент в регистре 9 записывается число КСгде К - порядковый номер счетного импульса, соответствующий появлению импульса переноса, п - разрядность сумматора. Далее процесс продолжается, но отсчет чисел в регистре 9 начинается не с нуля, а с КС-(1+1) 2 п, где 1 = О, 1, 2, , порядковый номер импульса перено.а, до появления следующего импульса переноса сумматора 8. Очевидно, чем больше С, тем выше частота следования импульсов переноса, которая может быть описана следующим выражением, при условии, что величина А всегда меньше В:су,д( 1у(1СЧ где- частота следования счетныхимпульсов;Ч(- знаковая функция, нулевогоразряда 2.Характер сигнала на выходе переноса сумматора 8 представляет собойпоследовательность импульсов длитель- ностьюЯ - со случайным периодом,ае 1следования. счДля получения имитированной последовательности на выходе ставится триггер 10, работающий в счетном режиме. 5 Выход сумматора 8 подключен к входам Э и К. Это необходимо для того, чтобы исключить ложные срабатывания от имеющихся на выходе комбинационного сумматора ложных импульсов. Частота . 10 на выходе триггера 10 описывается рледующим образом; в+ "(ЖВ многочлене + определяет центральную частоту моделируемого проиесса, а Юи ) - иениаиию частоты. Максимальная частота девиации частоты определяется максиму- МОМ А(; - Ц,-2-1 а ГДЕ т. - КОЛИ- чество разрядов А. 25Для сглаживания скачков напряжений на выходе триггера 10 ставится выходной фильтр 11.Дискретность установки централь-. ной частоты определяется единицей 30 младшего разряда числа В, а ширины полосы - количеством использующих разрядов в , которые определяются состоянием переключателей 4, 4,. Стабильность параметров модели руемого процесса определяется стабильностью частоты на счетной шине 12, которая может быть достаточно высокой при использовании кварцевых методов стабилизации.40Учитывая, что максимальная девиа- ция частоты равна трах- - -сч Д щ стсх 2 п+1 сч + сч,1+1 45 а максимальная частота моделируемого процесса - половине частоты следования импульсов с генератора импульсов 1, можно записать выражение для индекса модуляции 50 2 Ъ юох 2(2. - "Исч Есч ", 55 П 11 (3. ) Если, величина е Ъ 1, спектр сигнала стремится к прямоугольной фор- Щ) ме, а если щс 1 - к колоколообразной. Следовательно, изменяя частоту Г с генератора 1 импульсов, возможно изменение коэффициента прямоугольности формы спектральной характеристики сигнала.Если необходимо изменить параметры моделируемого процесса, достаточно при изменении центральной частоты изменить параметр В введением нового числа в установочный регистр.7, при изменении ширины спектра - положение переключателей 41, , 4 и,при изменении формы спектра - частоту Г с генератора 1 импульсов.Таким образом, имеем расширениеФункциональных возможностей,Если заменить генератор М-последовательности двоичным счетчиком и старший его разряд использовать как нулевой, то в этом случае возможно получение генератора линейно изменяющейся частоты.Формула изобретенияГенератор псевдослучайных узкополосных сигналов, содержащий генератор М-последовательности, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности генератора, он содержит группу переключателей, группу сумматоров по модулю два, комбинационный сумматор, комбинационный формирующий сумматор Формирующий регистр, ЗК-триггер, выходной фильтр и задающий регистр, выход которого соединен со входом комбинационного сумматора, группа входов которого соединена с выходами сумматоров по модулю два группы соответственно, первые входы которых через переключатели группы подключены к выходам генератора М-последовательности соответственно, нулевой выход которого соединен со вторыми входами сумматоров по модулю два группы и с управляющим входом комбинационного сумматора, выход которого соединен с первым входом комбинационного формирующего сумматора, второй вход которого соединен с выходом Формирующего регистра, вход которого соединен с первым выходом комбинационного формирующего сумматора, второй выход которого подключен к 3 и К входам ЭК-триггера, синхронизирующий вход которого объединен с тактовым входом формирующего регистра и является входом генератора, выход ЭК-триггера соединен со входом выходного фильтра, выход которого является выходом генератора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. АвторскОе свидетельство СССР Р 507874, кл. 6 Об Г 1/02, 1976.2, Петрович Н.Т., Размахнин М.К. Системы связи с шумоподобными сигналами. М., фСоветское радио", 19 б 9 (прототип).840897 ректор В Заказ 4767/72 Тираж 745 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/одписно Ужгород, ул. Проект Филиал ППП тент Составитель А. КарасовРедактор А. Шандор Техред А. Бабинец