Генератор случайных сигналов

(54) ГЕНЕРАТ ЧлйЦЩХ СИГНАЛОВ мпульсно р случайных сигок формированияатор тактовых нмига с обратнойементов И, дваорах, переменный ения является поне обеспечивает1ости выходного хнической вляется ге 15 в, содержаМ-последоых подключеговых регистро ей, входы кото у генератора с вый выход канден с одним изо преобразов щии Я сдв вательнос ны к выхо сов, а пе рых соедин роаналого хроимпульо из котоифтеля, выход у выходного ог од ючен к вхо которо фильтр Изобретение относитс технике.Известен генерато налов, содержащий бл функции Уолша, генер 1 пульсов, регистр сдв связью, два блока эл сумматора на резист резистор 1 .Данный генератор достаточной стабильн напряжения. Наиболее близким по т сущности к изобретению я нератор случайных сигнал Недостатком генератора являетсянедостаточная ширина спектра формиру.емого сигнала.Целью иэобрет расширение спектра сигнала.Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных сигналов,содержащий Й сдвиговых регистров М- спедовательностей, выходы которых подключены к выходу генератора синхроимпульсов, а первый выход каждого из которых соединен с одним из выходов цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу выходного фильтра, введены счетчик, элемент И, элемент ИЛИ и Й элементов ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ, входы каждого из которых соединены с первым и вторым выходами соответствующих сдвиговых регистров М-последовательностей, выхо ды всех элементов ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ подключены к входам элемента ЕЛИ, выход которого подключен к одному входу элемента И, второй вход которого соедииен с выходом генератора сиихроимиульсав и со счетным входом счетчика,выход элемента И соединен с установочным входом счетчика, выходы разрядовкоторого подключены к входам управления выходного Фильтра.Структурная электрическая схемапредлагаемого генератора приведенана чертеже,Генератор случайных сигналов содержит сдвиговые регистры 1 и 2 М-последовательностей, генератор 3 синхроимпульсов, элементы 4 и 5 исключительное ИЛИ, элемент 6 ИЛИ, элемент 7 И,цифроаналоговйй преобразователь ЦАП)8, счетчик 9, выходной фильтр 10, состоящий из катушки 11 индуктивности,матрицы 12 из резисторов 13 и 14,транзисторных ключей 15 и 16, интегрирующих элементов 17-20, диодов 21 и22 и усилителя 23. Выходной сигналснимается с выхода 24.Принцип работы генератора заключается в следующем,Генератор 3 синхроимпульсов осуществляет;синхронизацию сдвиговых регистров. При этом с указанных выходовкаждого из регистров 1 и 2 на входыцифроаналогового преобразователя 8поступает псевдослучайная двоичная последовательность. На выходе цифроана-,логового преобразователя 8 вырабатывается ступенчатое напряжение, амплитудаи длительность отдельных ступеней которого являются псевдослучайными вели 35чинами. Сигнал с выхода цифроаналогового преобразователя 8 поступает навход Фильтра 10, осуществляющего сглаживание ступенчатого напряжения и передачу случайного сигнала на выход 24,40 Если в некоторый момент времени в одном из регистров состояние разряда, соединенного со входом цифроаналогового преобразователя 8, не совпадает с состоянием предыдущего разряда, то на выходе соединенного с ними элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ, устанавливается логическая "1". Это означает, что при следующем сдвиге информация, поступающая с данного регистра на вход цифроаналогового преобразователя, изменится, а следовательно, изменится и величина его выходного напряжения. Несовпадение состояний указанных разрядов хотя бы в одном из регистров приводит к установлению логической "1 на выходе соответствующего элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИПИ, на выходе элемен 884074та 6 ИЛЦ 1 и иа другом входе элс"мент;7 И.Синхроимпульс с выхода генератора3 синхроимпульсов постуиает иа счетныйвход счетчика.9 и через элемент И -на установочные входы того же счетчика. Вследствие превалирования установочных входов счетчика над счетнымвходом, счетчик 4 устанавливается висходное состояние, которое соответ. ствует логической "1", в младшем разряде и логическим "0" в остальных разрядах,Информация с выхода счетчика черезэлементы 17-20 поступает на входы управления ключей. При этом подключенным к общей шине оказывается толькоодин резистор, соответствующий первому разряду счетчика и имеющий максимальное сопротивление. Величинасглаживания фильтра при этом минимальна. Задний фронт импульса генератора синхроимпульсов производит сдвигрегистров. Изменившееся на выходецифроаналогового преобразователя напряжение сглаживается в соответствиис установленным в фильтре 10 значением 7,.Если в результате сдвига состояния указанных разрядов в каждом изрегистров совпали, на выходах всехэлементов ИСЮПОЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ и навыходе элемента ИЛИ устанавливаютсялогические "0", элемент И оказываетсязакрытым. Следующий импульс генератора синхроимпульсов увеличивает содержимое счетчика на единицу и производит сдвиг регистров. Изменение состояния счетчика вызывает соответствующеепереключение ключей, в результате которого с общей шиной оказывается подключенным другой резистор.При дальнейшем поступлении импульсов с генератора сийхроимпульсов состояние счетчика увеличивается, что45приводит к переключению ключей вплотьдо такта, вызывающего изменение напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя, после которого счетчики фильтр 10 устанавливаются в исходное состояние. Величина , Фильтра втечение плоского участка выходногонапряжения цифроаналогового преобразователя увеличивается линейно в соответствии с выражением55 с (т,+1)1где А - величина катушки индуктивности;К - сопротивление резистора младшего разряда матрицы;Тц - пришедшее число импульсовгенератора синхроимпульсов.Элементы 17 и 18 исключают пролезание управляющего сигнала через ключи на выход устройства путем его сглаживания. Возникающий при этом разброс времени включения и выключения ключей отдельных разрядов компенсируется на- о личием в цепи управления каждого ключа параллельного соединения диода и интегрирующего элемента, благодаря которым включение ключа, а следовательно, и соответствующего резистора 1 происходит быстрее, чем его отключение, что исключает разряд катушки индуктивности в момент переключения ключей.20формула изобретенияГенератор случайных сигналов, содержащий М сдвиговых регистров М-последовательностей, выходы которых подключены к выходу генераторасинхроимпульсов, а первый выход каждого из которых соединен с одним из выходовцифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу выходВного фильтра, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что с целью расширенияспектра сигналов, в него введены счетчик, элемент И, элемент ИЛИ и Й элементов ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ, входыкаждого из которых соединены с первыми вторым выходами соответствующихсдвиговых регистров М-последовательностей, выходы всех элементов ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ подключены к входамэлемента.ИЛИ, выход которого подклю"чен к одному входу элемента И, второйвход которого соединен с выходом ге-нератора синхроимпульсов и со счет"ным входом счетчика, выход элементаИ соединен с установочным входом счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам управления выходногофильтра,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССРУ 450306, кл. Н 03 В 29/00, 09.03.73.2. Патент США Р 3885139,кл, 235-152, 1975 (прототип),884 Ю 4 ставитель В. Ехред О.Дюлай ваКорректор Н. Стец Н к аказ 10252/ Филиал ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 991ВНИИПИ Государственнопо делам изобретеии13035, Иосква, Ж, Р Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4/