Генератор шума Советский патент 1985 года по МПК H03B29/00 

Изобретение относится к радиотех нике и может использоваться для формирования шумовых сигналов при моделировании случайных процессов, в частности при проведении статических исследований на аналоговой к аналого цифровой вычиJCд и1 S й нM технике. ;«з66р ете иЙ1я - расширение полос) ча тспектра ,шу1йа 1Йрй одно- 1 вре еннбм ув1е4Иче%и1 Лжла генерируе мых е:крррёлиррд Й1ых случайных сигналов «. .;ф Hat чертёнке-1п %СЧ авЭТена структурная эДект риз1есКйя схема предложенного генератг 1а шума. Генератор шума содержит генератор 1тактовых импульсов, формирователь 2импульсных последовательностей, N элементов 3 совпадения, N формирователей 4 случайных сигналов, канал генерирования, которьй состоит из элемента 1ШИ 5, триггера 6 и фильтра 7 нижних частот, М дополнительных элементов 8 совпадения, К дополнител ных каналов генерирования, каждьй из которых состоит из элемента ИЛИ 9, триггера 10 и фильтра 11 нижних частот, N + М формирующих каналов, каждый из которых состоит из элемента ИЛИ 12 и триггера ,13. Генератор шума работает следующим образом. Тактовые импульсы с периодом следования Т 1 /Fj поочередно подаются формирователем на первые входы эле-, ментов 3 и 8 совпадения, на вторые входы элементов 3 и 8 совпадения подаются случайные двоичные сигналы с выходов триггеров 13. Эти сигналы образуются посредством пересчета нмпульсоь случайных потоков с выхода элементов ИЛИ 12. Эти потоки, в свою , очередь, образуются за счет объединения первиччых потоков, генерируемых формирователями 4. Объединение потоков производится таким образом, чтобы любые два потока на выходе эле ментов ИЛИ 12 отличались один от дру гого хотя бы одним первичным потоком Такое объединение можно произвести , при помощи сочетаний первичных потоЕсли эти суммарные потоки подать на счетный вход триггеров 13, то взаимный корреляционный момент случайных сигналов на выходе любых двух триггеров 13 будет определяться выра Жением 1 75 KjiCt) 2р; - 1)(2р. - i),)t 41 - , (1), де i, j - номера триггеров 13; время с момента включения генератора шума в работу , вероятности установления i и j триггеров. 13 в состояние 1 в момент их включения; ,+ У2 суммарная средняя частота появления импульсов на входе i-ro триггера ftj- то же, на входе j-ro триггера 13; и/Ла средние частоты появления импульсов в потоках, на которые отличаются потоки i и j% 2 средняя частота импульсов первичных потоков, общих для потоков i и j. Анализ (1) показывает, что при , , т. е. в установившемся .режиме сигналы на выходе триггеров 13 оказываются взаимно некоррелированными. Время t после включения генератора шума, когда К,, (t) принимает максимальное значение, определяется из (1) и равно 1п(1 +4) Д У . -j отношение частоты различных потоков к средней частоте общих для i и j потоков. Подставляя (2) в (1), определяем максимальное значение взаимного корреляционного момента: г Пусть, например, триггеры 13 в момент включения генератора шума одновременно устанавливаются в положение 1 или О, у 1, a-ilj 1 кГц, Тогда своего максимального значения i 0,4 корреляционный момент достигнет через t 0,3i10 с после включения генератора шума, Затем (t) быстро уменьшается до 0. Время установления К;; (t) . 1 можно оценить при помощи выражения t ft - ln V 2(ft,,) Так при h f +fc 1 кГц, tijcT-.- 4,. Следовательно, время, за которое выходные сигналы триггеров 13 становятся практически некоррелированными, сравнимо с временем затухания переходных процессов в схеме генератора шума и поэтому при эксплуатации генератора шума может не учитываться Так как сигналы на выходе триггеров 13 некоррелированы, то и N соседних импльсов на выходе элементов ИЛИ 5 и 9 некоррелированы, что обеспечивает качественную работу каждого из каналов генерирования, а также взаимную некоррелированность сигналов на выходах генератора шума. Средняя частота переключения сигнала на выходе триггеров 13 равна сумме частот первичных потоков, поэтому интервалы корреляции этих сигналов меньше, чем интервалы корреля.ции случайных сигналов в исходной схеме генератора шума. В связи с 1 54 этим равномерность спектра .сигналов в каналах генерирования., предлагаемого генератора шума увеличивается по сравнению со схемой известного устройства. Общее число каналов генерирования некоррелируемых случайных сигналов при наличии N независимых формирователей 4 случайных сигналов (последовательностей импульсов) может быть определено из выражения iKN-Dil 5) где обозначает целую часть числа. Из (5) следует, что предлагаеьлй метод построений многоканального генератора шума Целесообразно использовать при N53. Таким образом, введение дополнительных элементов и связей в схему генератора шума позволяет расширить полосу частот спектра шума при одновременном увеличении числа генерирувмых некоррелированных случайных сигналов.

ГЕНЕРАТОР ШУМА, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и формирователь импульсных последовательностей, N элементов совпадения, N формировате лей случайных сигналов и канал генерирования, которьй состоит из последовательно соединенных элемента ИЛИ,, триггера и фильтра нижних частот, при этом первые входы N элементов совпадения подключены к соответствунидим выходам формирователя импульсных последовательностей, а выходы N элементов совпадения подключены к входам элемента ИЛИ канала генерирования, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы частот спектра шума при одновременном увеличении числа гене- . рируемых некоррелированных случайных сигналов, в него введены М допол нительных элементов совпадения, К дополнительных каналов генерирования, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных элемента ИЛИ, триггера и фильтра нижних частот, а также N М формирующих каналов, каждый иэ которых состоит из посдедовательно соединенных элемента ИЛИ и триггера, при этом первые входы М дополнительных элементов совпадения подключены к соответствующим выходам формирователя импульсных последовательностей, второй вход каждого из N элементов совпадения W ko подключен к выходу триггера соответствующего из N + М формирую1цих каналов, второй вход каждого из М дополнительных элементов совпадения подо е ключен к выходу триггера соответст- i вующего из N + М формирующих каналов, входы элементов ИЛИ и дополнительных каналов К генерирования подключены к выходам соответствукяциЧ из М дополнительных элементов совч падения, входы элементов ИЛИ каждоэ го из N + М формирующих каналов под, ключены к выходам соответствуищшс 4J из N формирователей случайных сигСА налов,.где N, М, К - любые целые числа.