Генератор псевдослучайной последовательности Советский патент 1986 года по МПК H03K3/84 

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Цель изобретения - повышение точности формирования распределения вероятности выходных импульсов.

На чертеже представлена функциональная схема генератора псевдослучайной ,последовательности.

Генератор псевдослучайной последовательности содержит датчик 1 псевдослучайной последовательности, программируемый делитель 2, первый 3 и второй 4 элементы И, элемент ИЛИ 5, элемент НЕ 6, сумматор 7 по модулю два, шину 8 тактовых импульсов, информационную шину 9 Шина 8 тактовых импульсов соединена с первым входом элемента И 3, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 5, выход которого соединен с входом датчика 1 псевдослучайной последовательности. Выход элемента НЕ 6 соединен с вторым входом элемента И 3. Выход второго элемента И 4 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 5. Первый вход сумматора 7 по модулю два соединен с информационной шиной 9, второй вход сумматора 7 по модулю два соединен с выходом элемента НЕ 6, вход которого соединен с выходом датчика 1 псевдослучайной последовательности, с первым входом программируемого делителя 2 и первым входом элемента И 4, второй вход которого соединен с выходом программируемого делителя 2, второй вход которого соединен с шиной 8 тактовы импульсов.

Датчик 1 псевдослучайной последовательности содержит регистр 10, сумматор 11 по модулю два, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый .15 элементы И-НЕ, счетчик 16. Первый выход регистра 10 соединен с первьвч входом сумматора 11 по модулю два, выход которого является выходом датчика 1 псевдослучайной последовательности и подключен к объединенным входам первого элемента И-НЕ 12, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 13, выход которого подключен к V-входу регистра 10, а второй, вход- к выходу третьего элемента И-НЕ 14, Объединенные входы которого под- кпючены к первому выходу счетчика 16, второй выход которого соединен с С|,-входом счетчика 16, R-входы

213524

которого объединены и подключены к второму входу сумматора f1 по моду лю два и к второму выходу регистра 10, С-вход которого является входом 5 датчика 1 псевдослучайной последовательности и через четвертый элемент И-НЕ 15 подключен к С -входу счетчика 16.

Генератор псевдослучайной после10 довательности работает следующим образом.

На выходе датчика 1 псевдослучайной последовательности ПСП нулевой уровень (соответствующий триггер

15 регистра датчика 1 псевдослучайной последовательности находится в нулевом состоянии). На вход датчика 1 псевдослучайной последовательности через элементы ИЗ, ИЛИ 5 поступает

20 тактовая частота с шины 8 тактовых импульсов, так как через элемент НЕ 6 открыт элемент И 3. Одновременно через элемент НЕ 6 на вход .сумматора 7 по модулю два поступает еди25 ничный уровень и информация, посту- . пающая с информационной шины 9 на вход сумматора 7 по модулю два, инвертируется, т.е. формируются ошибки. Количество формируемых оши3Q бок определяется количеством тактов, в которых на выходе датчика 1 псевдослучайной последовательности были нули. Нулевым уровнем с выхода датчика 1 ПСП закрыт элемент И 4 и установлен в нулевое состояние программируемый делитель 2.

При поступлении с выхода датчика 1 ПСП единичного уровня на выходе элемента НЕ 6 появляется нулевой уровень, сумматор 7 по модулю два перестает формировать ошибки, т, е. на выходе сумматора 7 по модулю два сохраняется входная информация, закрывается элемент ИЗ. Единичным уровнем с выхода датчика 1 ПСП от35

40

45

50

крывается элемент И 4 и снимается сигнал Блокировка (сброс) с программируемого делителя 2. На вход датчика 1 ПСП начинают поступать тактовые импульсы с программируемого делителя 2, частота следования которых уменьшена в К раз.

55

В зависимости от выбранного значения К можно получить требуемую вероятность появления импульсов на выходе устройства, которая в общем случае определяется следующим jобразом.

3

Число элементов одного перио ;а ПСП Nrncn 2 - 1, где п - число разрядов образующего датчика 1 ПСП регистра, причем числе единиц в одном периоде ПСП будет N, 2 а число NO ( - 1). При п 7,2 1 и можно считать, что

N 5; NO(1)

Вероятность формирования импульсов на выходе генератора псевдослучайной последовательности при использовании десятичного счетчика в качестве программируемого делителя 2

Р N.

NO + N,(10 - 1)

где m - целые числа.

Например, при m 2 с учетом формул (1) и (2) имеем

Jk.

N/1 + 1)

10-2

Если на информационную шину 9 устройства подать некоторую информационную последовательность, синхронизированную по тактовой частоте, то на выходе устройства в этой последовательности сформируются ошибки с заданной вероятностью, так как каждая единица на входе сумматора 7 по oдyлю два вызовет инверсию соответствующего импульса информационного потока, т. е, сформируется информационный поток с заданной, регулируемой вероятностью опибок.

Датчик 1 псевдослучайной последовательности работает следующим образом.

Если регистр 10 установится в состояние 00 ... О, то счетчик 16 перестает обнуляться (его емкость определяется самой длинной серией следующих подряд нулей в периоде последовательности, формируемой регистрами 10 с сумматором 11 по модулю два и элементами И-НЕ 12 и 1 в цепи его обратной связи) и на выходе элемента И-НЕ 14 появится нулевой уровень, который установит на выходе элемента И-НЕ 13 единич- ньй уровень, поступающий на вход регистра 10 и обеспечивающий запись в него логической единицы, т.е. элементы И-НЕ 12 и 13 служат, в сущности, для объединения цепи записи логической единицы в регистр 10 и цепи его оборотной связи.

-1

1

.

)

а

3

213524

Коэффициент деления программируемого делителя 2 устанавливается предварительно с помощью тумблеров. Запись коэффициента деления в

5 программируемый делитель 2 производится в момент появления положительного перепада сигнала на выходе датчика 1 ПСП, а также при наличии следукицих подряд нескольких единиц ;о после каждого обнуления счетчика программируемого делителя 2 (так как положительный перепад будет лишь у первой единицы датчика 1 ПСП). После продвижения на очередf5 ной деленньй такт датчика 1 ПСП, когда в очередном такте на выходе . датчика 1 ПСП сохраняется также единичньй сигнал, сигналом обнулегт ния счетчика программируемого де20 лителя 2 вновь записывается на

вход его параллельной записи набранное двоичное число.

Датчик 1 ПСП построен по схеме, обеспечивающей обнаружение и устра25 нение запрещенной комбинации (Все нули) в регистре сдвига датчика.

Формула изобрете ния

3Q i 1. Генератор псевдослучайной

последовательности, содержащий шину тактовых импульсов, соединенную с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, вьпсод которого соединен с входом датчика псевдослучайной последовательности, элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй элемент И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, информационную шину, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования распределения вероятности входных импульсов, в него введены программируемый делитель и сумматор по модулю два, первый вход которого соединен с информационной шиной, второй

вход сумматора по модулю два соеди- 50 нен с выходом элемента НЕ, вход

которого соединен с выходом датчика. псевдослучайной последовательности, с первьм входом программируемого делителя и первым входом второго 55 элемента И, второй :-;вход которого соединен с выходом программируемого делителя, второй вход которого соединен с шиной, тактовых импульсов.

35

40

45

2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что датчик псевдослучайлой последовательности содержит регистр, сумматор по-модулю два,- четыре элемента И-НЕ и счетчик, причем первый выход регистра соединен с первым входом сумматора по модулю два, выход которого является выходом датчика исевдо- случайной последовательности и подключен к объединенным входам первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента , выход которого под

ключен к V -входу регистра, а второй вход - к выходу третьего элемента И-НЕ, объединенные входы которого подключены к первому выходу счетчика, второй выход которого соединен с С -входом сетчика, (1-входы которого объединены и подключены к второму входу сумматора по модулю два и второму выходу регистра, С-вход которого является входом датчика псевдослучайной последовательности и через четвертый элемент И-НЕ. подключен к С -входу счетчика.

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является повьшение точности формирования распределения вероятности выходных импульсов. Устройство содержит датчик 1 псевдослучайной последовательности, программируемый делитель 2, логические элементы (ЛЭ) И 3, и 4, ЛЭ ШШ 5, ЛЭ НЕ 6, сумматор по модулю два 7, шину 8 тактовых импульсов и информационную пщну 9. Кроме того, датчик 1 содержит регистр 10, сумматор по модулю два 11, ЛЭ И-НЕ 12-15, счетчик 16. 1 3. п. ф-лы. 1 ил. в Ю СО ел to 4