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

сриг1

Изобретение относится к импульС-ной технике и может быть использовано в имитационной или контрольно-измерительной аппаратуре для формирования псевдослучайных испытательных сигналов, а также в системах связи с адресными фазовыми пусками, и является дополнительным к авт.св. № 924838„

Целью изобретения является: повышение точности формирования выходной псевдослучайной последовательности за счет блокирования повторной подачи сигнала запроса во время формирования пачки импульсов и повъппение быстродействия за счет обеспечения стабильного значения длительн;ости формируемой пачки импульсов.На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора псевдослучайной .М-последовательности; на фиг. 2 - пример выполнения управляемого формирователя пачек импульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы работы генератора.

Генератор псевдослучайной М-последовательности содержит (фиг. 1) элемент И Ij элемент ЗАЛТЕТ 2, элемент 3 задержки, генератор 4 тактовых импульсов, управляемый формиротватель 5 пачек импульсов, регистр 6 сдвига, регистр 7 сдвига, коммутатор 8, блок 9 сумматоров по модулю два, шину 10 Запуск, шины 11 управления выходные шины 12, выходную шину 13. Шина 10 Запуск соединена с объединенными первым входом элемента И 1 и прямым входом элемента ЗАБЕРЕТ 2, шины 11 подключены к соответс.твуннцим управляющим входам управляемого формирователя 5 пачек импульсов, первый выход которого соединен с входом синхронизации регистра 6 сдвига, второй выход управляемого формирователя 5 через элемент 3 задержки соединен с объединенными вторым входом элемента И 1 , инверсным входом элемента ЗАПРЕТ 2 и входом генератора 4 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации: управляемого формирователя 5, выход элемента ЗАПРЕТ 2 соединен с объединенными входом запуска управляемого формирователя 5 и входом синхронизации регистра 7, разрядные выходД) которого соединены с соответствующими выходными шинами 12, разрядные выходы регистра 6 сдвига соединены с соответствуюш,ими разрядными входами регистра 7 и через коммутатор 8 с входами блока 9 сумматоров по модулю два, выход которого соединен с входом D регистра 6 сдвига, выход элемента И 1 подключен к шине 13.

Управляемый формирователь 5 пачек импульсов содержит (фиг. 2) RS-триггер 14, элемент И 15, счетчик 16 импульсов, формирователь 17 импульсов. Первьй вход элемента И 15 является входом синхронизации управляемого формирователя 5 пачек импульсов, выход элемента И 15, являющийся первым выходом управляемого формирователя 5,

соединен с суммирующим входом.счеттака 16 импульсов. Вход S RS-триггера 14, являющийся входом запуска управляемого формирователя 5, соединен с входом С счетчика 16 импульсов, входы D которого являются управляющими входами управляемого формирователя 5, выход переполнения счетчика 16 импульсов через формирователь .1 7 импульсов соединен с входом R RS-триггера 14, прямой выход которого, являющийся вторым выходом управляемого формирователя 5, соединен с вторым входом элемента И 15.

Генератор 4 тактовых импульсов

может быть реализован на элементах И-НЕ и обеспечивает совпадение переднего фронта первого импульса, формируемого генератором, с началом управляющего сигнала, что необходимо для

обеспечения постоянства длительности огибающей пачки импульсов, вырабатываемой управляемым формирователем 5, генератор 4 вырабатывает короткий импульс длительностью 1, с периодом

1

TT.

следования

т

Коммутатор 8 может быть выполнен на тумблерах, реле или переключателях любым способом, обеспечивающим подключение заранее выбранных выходов регистра 6 сдвига к входам сумматоров ПО модулю два блока 9 в соответствии с правилами кодирования.

В качестве формирователя 17 импульсов может быть использован форми рователь коротких импульсов по срезу входного сигнала.

Генератор псевдослучайной М-последовательности работает следующим образом.

Перед началом работы с помощью коммутатора 8 осуществляется выбор одного из допустимых (для п-разрядного регистра 6 сдвига) вариантов основной М-последовательности, затем на шины 11 подается код Ку, определя ющий число импульсов К в пачке, выра батываемой управляемым формирователем 5. Величина К выбирается из соотношения К,, 2 - К (на фиг. 3 при ведены эпюры для К 3). В регистр 6 сдвига заносится одно из значений кода в диапазоне от 1 до 2 -1 (любо или конкретное значение, если требуется формирование М-последовательнос ти, начинающейся с заданного значени кода KO). Предварительная установка регистра 6 сдвига необходима для предотвращения записи нулей во все разряды регистра, которая может прои зойти при включении устройства. Предварительную установку регистр 7, RS-триггера 14 и счетчика 16 производить не требуется, так как через некоторое время (не превьшающее длительности пачки) после включения уст ройства RC-триггер 14 будет находить ся в нулевом состоянии - устройств будет подготовлено к работе (если при включении устройства КС-триггер 14 установится в единичное состояние, го генератор 4 тактовых импульсов включен, счетчик 16 подсчитьшает тактовые импульсы до момента переполнения, после чего RC-триггер 14 устанавливается в нулевое состояние; во всех разрядах счетчика 16 при этом записаны нули). Соотношение частот f генератора 4 тактовых импульсов и fj по шине 1C должно быть следунмцим fj - - ( Sf ч- K&f,). Сигнал запроса (фиг. За), поступающий на шину 10 Запрос, проходит через элемент ЗАПРЕТ 2 и осуществляет перепись кода с регистра 6 сдвига (фиг. 3d) в регистр 7 (фиг. 3 ), состояние разрядов которого не меняется до прихода следующего сигнала запроса (на фиг. Зй ,е приведены временные диаграммы для одного из . разрядов регистров 6 и 7 соответственно, например, для п-го; на фиг.35 тредставлен фрагмент основной М-последовательности для п 5 ...1010111011..., определяемый последовательностью состояний регистра. 6 сдвига - кодов К,, а на фиг. Зе для выбранного значения представлен соответствующий фрагмент ВЫХОДНОЙ последовательности ....101...). Одновременно сигналом запроса осуществляется запись кода К-, в счетчик 16 и установка триггера 14 в единичное состояние (фиг. 36). Сигнал единичного уровня с прямого выхода-триггера 14, задержанный элементом 3 задержки на время TI (фиг.36), запускает генератор 4, вырабатывающий тактовые импульсы (фиг. Зг), которые через элемент И 15 поступают на суммирующий вход счетчика 16. С приходом К-го тактового импульса происходит переполнение счетчика 16, . при этом ца выходе формирователя 17 импульсов появляется короткий импульс, устанавливающий триггер 14 в нулевое состояние. Таким образом, на первом выходе управляемого формирователя 5 формируется пачка, состоящая из К импульсов (фиг. 3г), а на его втором выходе - огибающая этой пачки (фиг.35). Спустя время Т после переполнения счетчика 16на выходе элемента 3 задержки появляется сигнал нулевого уровня (фиг. Зв), вьжлючающий генератор 4. Каждый из импульсов пачки, поступающий на вход синхронизации ретистра 6 сдвига, осуществляет сдвиг основной М-последовательности на один шаг. Следующий сигнал запроса записывает в регистр 7 значение кода К, отстоящее от записанного ранее на К шагов в основной М-последовательности. Таким образом, на выходных шинах 12 формируется новая М-последователь- ность. Изменение вида выходной последовательности осуществляется изменением значения кода К на управляющих входах управляемого формирователя 5 пачек импульсов или переключением с помощью коммутатора 8 цепей обратной связи. При выборе значений числа К, равных 2, где Е 0,1,2,3,... формируются М-последовательности, совпадающие с основной М-последовательностью, но отличающиеся от нее сдвигом фаз. Кроме того, при значениях числа К, равных простому .числу, кроме числа 2 и чисел, кратных длине М-последовательности, из одной основной М-пос- . ледовательност : формируются все виды других возможных М-последовательностей, которые можно использовать, например, в системах с фазовым адресным пуском, в этом случае генератор позволяет формировать все виды: последовательностей из одной М-последо вательности, генерируемой по одному из правил кодирования, без изменени выбранного варианта подключения цепей обратной связи. Если в процессе использования устройства не требуется осуществлять коммутац1-1Ю цепей обратной связи, то в качестве основной М последовательности выбирается такая М-последовательность, для формирования которой требуется минималь ное число сумматоров по модулю два (например, один), а регистр 7 выполняется одноразрядным. Скорость выходной последовательности равна частоте сигналов запроса - f, . , Последовательности максимальной длины на выходных шинах устройства формируются только в том случае, если число К не кратно длине М-последо вательности, равной L 2 -1, При невыполнении этого условия в выходно последовательности имеются не все значения кода KQ (возможные для разности п), т.е. получаются последовательности немаксимальной длины. В случае нарушения соотношения и г, сигнал запроса частот появляется на шине 10 Запрос во время формирования пачки импульсов формирователем 5 (помечено на фиг. За), перепись кода Ко с регистра 6 сдвига в регистр 7 не производится, управляемый формирователь 5. завершает формирование пачки, состо щей из К импульсовS а на шине 13 , устройства появляется сигнал (фиг.3 предупреждающий о возникновении сбойной ситуации (например, через триггер включается индикаторное таб ло) . Для обеспечения максимального быстродействия устройства (при выбранной элементной базе) необходимо использовать генераторы импульЬов, имеющие малые значения Sf а также выбирать минимально допусти мое значение i. обеспечивающее з вершение переходных процессов в регистре 7 при переписи в,него кода К с регистра 6 сдвига (длительность п реходных процессов в основном oripe956деляется временем переброса разрядных триггеров регистра). Для правильного функционирования устройства необходимо, чтобы длительности сигнала запуска - tj, и импульсов на выходе формирователя 1 удовлетворяли условиями t, Т:. X « tcp Ч Формула изобретения 1,Генератор псевдослучайной Мпоследовательности по авт. св. i 924838, отличающийся тем, что, с целью повышения точности fi быстродействия, в него дополнительно введены элемент И, элемент ЗАПРЕТ и элемент задержки, элемент ЗАПРЕТ включен между шиной Запрос- и входом записи второго регистра сдвига, первьй вход элемента И соединен с шиной Запрос, второй выход управляемого формирователя пачек импульсов соединен через элемент задержки с вторым входом элемента И, инверсным.входом элемента ЗАПРЕТ и входом генератора тактовых импульсов, выход элемента И является дополнительной выходной шиной устройства. 2.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что управляемый формирователь пачек импульсов содержит КЗ-триггер, элемент И, счетчик импульсов и формирователь импульсов, первьш вход элемента И является входом синхронизации управляемого формирователя пачек импульсов, выход элемента И, являющийся первым выходом управляемого формирователя пачек импульсов, соединен с суммирующим входом счетчика импульсов, вход S КЗ-триггера,, являющийся входом запуска управляемого формирователя пачек импульсов, соединен с входом С-счетчика импульсов, входы D которого являются управляющими входами управляемого формирователя пачек импульсов, выход переполнения счетчика импульсов через формирователь импульсов соединен с входом К RS-триггера, прямой выход которого, являющийся вторым выходом управляемого формирователя пачек импульсов, соединен с вторым входом элемента И.

I

l I I II I

axLj:

I III I

Изобретение может быть использовано в имитационной или контрольноизмерительной аппаратуре для формирования псевдослучайных испытательных сигналов и является дополнительа т Ю 43 ным к авт.св. СССР № 924898. Цель изобретения - повьшгение точности формирования вьЕходной псевдослучайной последовательности и быстродействия. Генератор содержит генератор 4 тактовых импульсов, управляемый формирователь 5 пачек импульсов, регистры 6 и 7 сдвига, коммутатор 8 и блок 9 сумматоров по модулю два. Введение элемента И 1, элемента 2 ЗАПРЕТ и элемента 3 задержки блокирует повторную подачу сигнала Запрос во время формирования пачек импульсов и обеспечивает стабильное значение длительности формируемой S пачки импульсов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. //X i1 11 :

t