Генератор псевдослучайных последовательностей импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K3/84 

Изобретение отйосится к импульсной техни ке. Известен генератор псевдослучайных последовательностей импульсов, содержащий генератор тактовой частоты, соединенный с входом синхронизации первого регистра сдвига .непосредственно и через инвертор с входом синхронизации второго регистра сдвига, причем выходы регистров подключены к входам сум матора по модулю два, выход которого соеди нен с информационными входами обоих регис ров 1. Недостаток известного устройства за очает ся в ограниченных функциональных возможностях, так как оно не обеспечивает формирование последовательностей с произвольным набором кодовой комбинации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования последовательностей с изменяемой структурой. Поставленная цель достигается тем, что в генератор псевдослучайной последовательности импульсов, содержащий генератор тактовой частоты, соединенный с входом синхронизации первого регистра сдвига непосредственно, ас входом синхронизации второго регистра сдвиг через инвертор и сумматор по модулю два выход которого подключен к информационны входам первого И второго регистров сдвига. выходы которых соединены с входами сумматора по модулю два, введены регистр, 2п сумматоров по модулю два, счетчик и де1А1фратор, выход которого соединен с входами записи информа11ии первого и второго регистров сдвига а входы дешифратора соединены с выходами счетчика, счетный вход которого соединеи с выходом генератора тактовых.импульсов, причем i-й выход регистра соединен с первыми входами i-ro н (п + i)-ro сумматоров по модулю два, вторые входы которых кроме первого, соединены с выходами (i-1)-го и (п + i - 1)-го сумматоров по модулю два соответственно, выходы 2i-x сумматоров по модулю два соединены с установочными входами первого регистра сдвига, а выходы (2i-l)-x сумматоров по модулю два соедннены с установочными входами второго регастра сдвига, причем i 1, 2, 3 ..., п На фиг. 1 представлена структзгриая схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 - временные диаграмл« 1 его работы. Генератор содержит .генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации первого регистра 2 сдвига вЫход которого подключен к первому входу сумматора 3 по модулю два, выход которого соединен с информационным входом первого регистра 2 сдвига, второй вход сумматора 3 по модулю два подключен к выходу второго регистра 4 сдвига, выход генератора 1 тактовых импульсов подключен через инвертор 5 к входу синхронизации второго регистра 4 сдвига, информационный вход которого соединен с выходом сумматора 3 по модулю два, регистр 6, 2п сумматоров 7.1,..;, 7.1, ..., 7.2п по модулю два, счетчик 8 и дешифратор 9, выход которого соединен с входами записи информации первого н второго регистров 2 и 4 сдвига, а входы дешифратора 9 соединены с выходами счетчика 8, счетньш вход которого соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов, причем i-й выход регистра 6 соединен с первыми входами i-ro и (п + i) -го cyMMaibpoB 7 по модулю-два, вторые входы которых кроме пер.вого, соединены с выходами (i-1)-го и (n+f-1)-го сумматоров 7 по модулю два сот ответственно, выходы 2i-x сумматоров 7 по модулю два соединены с установочными входами первого регистра 2 сдвига, а выходы (2i - 1)-х сумматоров 7 по модулю два соединены с устанобочными входами второго регистра 4 сдаига (i 1, 2, 3 .... п). Устройство работает следующим образом. Тактовые импульсы от генератора 1 поступают на вход счвтвдка 8 (фиг. 2 а), вызывая изменение состояний разрядов двоичного счетчика 8 (фиг. 26), при совпадении состояний которы;с на выходе дешифратора 9 (фиг. 2 в) появляется импульс, имеющий длительность тактового интервала, формируемого генератором 1. Этот импульс поступает на бкощл Запись регистров 2 и 4 сдвига. Запись, также как и сдвиг, в регистре 2 осуществляется по переднему фронту тактового импульса от генератора 1, а в регистре 4 сдвига по переднему фронту импульса на выходе инвертора 5 (фиг. 2 г), т.е. по зад нему фронту тактового импульса от генератора 1. При этом в регистр 4 записывается состояние выходов нечетных сумматоров 7 (2i-l) по модулю даа, а в регистр 2 - соответственно состояние выходов четных сумматоров 7 (2i). Под воздействием тактовых импульсов содержимое регистров 2 (фиг. 2 е) и 4 (фиг. 2 д) сдвигается к их выходу где сигналы с выходов регистров складываются по модулю два сумматором 3, формирующим выходную последовательность (фиг. 2 .ж), структура которой соответствует состояние регистра 6, а частота следования импульсов вдвое больше,, чем частота следования тактовых импульсов. Блок 7 сумматоров по модулю два обеспечивает преобразование состояния регистра 6, при котором сложение по модулю два сумматором 3 последовательностей четных и нечетных импульсов, имеющих вдвое меньшую частоту, чем выходная последовательность, однозначно восстанавливает структуру выходной последовательности в соответствии с состоянием регистра 6. Период последовательности, формируемой устройством, определяется коэффициентом К деления частоты генератора, 1 тактовых импульсов, счетчико 1 8 и дешифратором 9, где К. - емкость счетчика 8 и содержит 2 К cимвoлoвJ При К п устройство формирует п - элементную поСледовательйость, структуpa которой определена регистром 6 сдвига. При К п устройство формирует последовательность, первые 2 п элементов которой имеют структуру в соответствии с состояниями регистра 6, а остапыше 2 (К - п) элементов являются фрагментом псевдослучайной послёдователмюем, cipyKtypa которой определяется суммат юм 3 по модулю два, По передаему фронту тпстового икшульса состояние выхода сумматора 3 по модулю два записывается в регис 2, а по задиему фронту записывается в регистр 4, что обеспечивает разделение последовательности на выходе сумматора 3 по модулю два на последо вательности четных и нечетных импульсов, имеющих вдаое меньшую частоту. Последовательности на выходах регистров имеют сдвиг, определяемый числом разрядов регистров 2 н 4, а также сдвиг на длительное тактового импульса.При суммировании по 1модулю два попоследовательностей четных и нечетных импул сов формируется последовательность с частотой вдвое выше, чем частота последовательностей четных и нечетных импульсов. Для получения псевдо , случайного продолжения выходной последоваЦ тельности, длиной 2(К-п), следующего за пер вым элементами с заданной регистррм 6 структурой, регнстры 2 и 4 должны иметь число разрядов m и Р больше, чем число п разрядов регистра 6, причем m Для формирования последовательности только с периодом п достаточно, чтобы m Р К п. Для обеспечения одинаковой длительности четиых и нечетйых импульсов выходной последовательности, снимаемой с выхода суммато ра 3 по модулю два, длительность тактового импульса, пренебрегая задержкой инвертора 5, должна быть равна половине периода тактовой частоты. Диаграммы на фиг. 2 приведены для случая m К п 4. Состоянне регнстра 6 - 1011 (структура одного периода выходной последовательности).. Состояние выходов сумматоров 7 по модулю два будет соответственно liOiOOlO. В разряда 1 регистра 4 сдвига записывается комбинация 1001, а в , разряда регистра 2 сдвига записывается 1100. На фиг. 2 сигналы, определяемые сумматором 3 по модулю два, обозначены значком X. Оперативная смена информашш в регистре 6 должна производиться синхронно с работой устройства, в частности работой генератора 1 тактовых импульсов. Таким образом, введение в предлагаемое устройство регистра, 2п сумматоров по модулю два, счетчика н дешифратора с соответствующими связями позволяет обеспечить формирование псевдослучайных последовательностей с изменяемой структурой и периодом, т.е. более щирокие функцнональные возможности по сравнению с известным устройством.

Запись Сдвиг

(

TJTJ П ГЬГОЛ nJlJlJTrUT-Tl.

х .1.5

X Х 04

Х Х X

Х J X

.i-.

X X

CPi/г. Z

Ln. -

rHHEPAld ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ по авт. св. W , о т л и ч а ющ и и с я тем, 4tOf с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования поспедователыюстей с изменяемой структурой в яе1Ч введвпмЁ регистр, 2п сумматоров по модулю ДВЗ; счетчик и дешифратор, выход которого соединен с входами записи информации первого и второго регистров сдвига, а входы дешифратора соединены с выходами счетчика, счетный вход которогосоединен-с выходом генератора тактовых импульсов, причем -й выход регистра соединен с первыми входами 1-го и (п -I- О-го сумматоров по модулю два, вторые входы которых, кроме ;)первого, соединены с выходами