Генератор нормального случайного сигнала с заданным энергетическим спектром Советский патент 1985 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к радиотехике и может использоваться в ими- . аторах сигналов и помех.

Известен аналоговый генератор случайного сигнала, содержащий по- 5 ледовательно соединенные генератор умового сигнала и формирующий ильтр 13

Однако такой генератор обладает евысокой точностью и стабильностью, Ю собенно при формировании сигналов, энергетический спектр которых опйсьтается 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-модулированных колебаний, выход которого соединен с вторым входом первого пе- 30 ремножителя, генератор передаточной функции, выход которого соединен с вторым входом модулятора, второй генератор линейно-частотно-модулированных колебаний, выход которого соеди- 35 нен с вторым входом второго перемножителя. Для нормальной работы т.ого генератора в схеме должен быть предусмотрен синхронизатор, выходы которого необходимо соединить соот- 40 ветственно с входами первого и второго генераторов линейно-частотномодулированных колебаний и входом генератора передаточной функции fz ,

Однако данный генератор имеет .не- 45 высокую точность. -Это обусловлено тем, что генератор работает по принципу прямого и обратного преобразования Фурье. Неизбежно возникающие в прямом преобразователе Фурье по- 50 грешности приводят к появлению искажений энергетического спектра сформированного сигнала. Кроме того, недостатком такого устройства является его высокая стоимость. 55

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор нормального случайного сиг-.

нала с заданным энергетическим спектром, содержащий последовательно соединенный генератор шумового сигнала , модулятор, первый перемножитель, дисперсионную линию задержки, второй перемножитель, а также генератор передаточной функции, выход которого соединен с вторым входом модулятора, первый и второй генераторы линейночастотно-модулированных колебаний, подключенные выходами к вторым входам перемножителей, синхронизатор, выходы которого соединены соответственно с входами г-енератора передаточной функции, первого и второго генераторов линейно-частотно-модулированных колебаний

Однако известный генератор обладает недостаточной точностью.

Целью изобретения является повышение точности.

Пс ставленная 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 выхрд 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 первьм входом второго умножителя, с управляняцим входом резонатора и с BTopbiM входом первого умножителя, выход которого соединен с информационньм входом резонатора, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя, трея-ий выход блока, синхронизации соединен с управляющим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с вькодрм 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, функциональны преобразователь 6, коммутатор 7, бло 3 8 синхронизации и генератор 9 линейно-частотно-модулированных сигналов В предлагаемом устройстве используется сигнал одного и того же генератора линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) колебаний как для умножени в умножителях, так и для формировани инпульсной характеристики резонатора которая (при наличии вспомогательног сигнала) приобретает вид ЛЧМ-импульса з , т.е. резонатор ведет себя как дисперсионная линия задержки. В результате коэффициенты К; будут одинаковыми равными р и, следователь но, искажения, вызванные их различием, пропадут. Режим работы предлагаемого синтезатора циклический. В момент импульсом синхронизации, поступающим из блока 8, запускается генератор 9 Одновременно импульсом управления, также поступающим из блока 8, коммутатор переводится в состояние, при котором выход генератора 9 подключается к входу управления резонатора 4. Генератор 9 вырабатывает сигнал А (t).длительностью Тц -j(,5/u-t) где 60о - несущая частота. Генерат.ор 9 может быть выполнен по одной из схем,- приведенных в f6j. По окончании импульса A(t), в момент , происходит вторичный запуск генератора 9. При этом его выход в коммутаторе 7 подключается к второму входу умножителя 3. Одновременно, импульсом блока 8 запускается функциональный преобразователь 6, в качестве которого может быть использован, например, генератор сигналов специальной формы Г6-27, При этом может быть получен выходной сигнал с энергетическим спектром четырех видов. Функциональный преобразователь 6 вырабатывает сигнал Н (). Этот сигнал поступает на модулятор 2, выполненный по одной из схем, приведенных в 7 , В модуляторе 2 происходит перемноусение шумового сигнала (), подаваемого из источника 1 шума, с сигналом функцио нального преобразователя 6. Сигнал (jUot) должен иметь нормальный закон распределения и равномерный энергетический спектр. Такой сигнал может 64 быть получен от стандартного генератора шума типа Г2-37. Выходной сигнал модулятора 2 поступает на умКожитель 3, где он умножается на A(t) и далее подается на информационный вход резонатора 4. Затем в момент t, блока 8 на коммутатор 7 подается вспомогательный импульс управления длительностью Tg (). При этом в коммутаторе 7 выход синхронизатора 8 подключается к входу управления резонатора 4 и вспомогательный импульс проходит на резонатор 4. В момент ,З.Т4 на выходе резонатора 4 появляется стимулированный сигнал спинового эха 4j. 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 7j и 8. Собственно, резонатор представляет собой торроидальный сердечник из материала (рабочего .вещества), обладающего ядерным магнитным резонансом 5, на котором намотаны 3LC контура малой добротности: входной, управляющий и выходной. Частоты настройки контуров одинаковые и равные средней частоте резонансной характеристики рабочего вещества. В умножителе 5 происходит перемножение выходного сигнала резонатора 4 с сигналом A(t) . С выхода второго умножителя 5 снимается сигнал S(t). На этом цикл работы генератора заканчивается. Коммутатор 7 представляет, собой распределитель импульсов в виде-двоичного счетчика на 4 и двоично-десятичного дешифратора, и пяти аналоговых ключей. Аналоговые ключи могут быть выполнены по одной из схем, приведенных в (У) и OB . Блок 8 синхронизации представляет собой заданлций импульсный генератор, например Р5-60. Это обстоятельство выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как дает возможность при одинаковой величине погрешностей форирования энергетического спектра в начительной степени снизить требоваия к точности и стабильности генераора ЛЧМ сигнала и в конечном итоге меньшить трудовые и материальные 511 затраты при его проектировании и изго товлении. 1.. Дополнительное преимущество синтезатора - возможность получения реализаций выходного сигнала большой длительности, вплоть до 10 С, что в известном устройстве исключено, ввиду отсутствия дисперсионных линий задержки с необходимыми для этого параметрами. . 066 Экономический эффект при использовании 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 изготов71ения опытного образца синтезатора.

ГЕНЕРАТОР НОРМАЛЬНОГОСЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРОМ, содержащий блок синхронизации, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами генератора линейно-частотно-модулированньк 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, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит резонатор (Л и коммутатор, первый, второй и трес: тий вьпсоды которого соединены соответственно с первым входом второго умножителя, с управляющим входом резонатора и с вторым входом первого умножителя, выход которого соединен с информационным входом резонатора, выход которого соединен с вторым О) входом второго умножителя, третий О) выход блока синхронизации соединен с управлякяцим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом генератора линейноо частотно-модулированных колебаний.