Генератор случайных сигналов Советский патент 1991 года по МПК H03B29/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для испытаний различных радиотехнических устройств.

Цель изобретения - обеспечение нормирования мощности выходных случайных сигналов.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема генератора случайных сигналов; на фиг.2 - схема формирующего цифрового фильтра: на фиг.З - схема декор- релятора.

Генератор случайных сигналов (см. фиг.1) содержит генератор 1 псевдослучайной последовательности импульсов, блок совпадения 2, формирующий цифровой фильтр 3, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, фильтр нижних частот 5, генератор 6 тактовых импульсов, блок

измерения мощности 7, блок сравнения 8 кодов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, декоррелятор 10, блок оценки мощности 11. Декоррелятор (см. фиг.З) содержит

1-й, 2-й М-ный каналы 12i, 12212м

каждый из каналов содержит линию задержки 13, блок комплексного сопряжения 14, первый перемножитель 15, блок интегрирования 16 и второй перемножитель 17. а также сумматор 18 и блок умножения 19. Формирующий цифровой фильтр (см. фиг.2) содержит сумматор 20, М каналов 21ч, 21221м, каждый из которых содержит линию задержки 22 и перемножитель 23.

Генератор случайных сигналов работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает последовательность кодов, которые через блок совпадения 2 подаются на вход формирующего

О

о

CJ

VJ

fc

цифрового фильтра 3. Тактирование производится генератором 6 тактовых импульсов, формирующим последовательность импульсов с частотой f0 1 /То, где Т0 - интервал дискретизации. Формирующий цифровой фильтр 3 окрашивает псевдослучайную последовательность кодов n(k), поступающую на его вход в соответствии с установленными коэффициентами на i-x управляющих входах. На выходе формирующего цифрового фильтра 3 (см. фиг.2) образуется сигнал

S(k) п (к) - Г ai S (k-i T/T0),

1

где n(k) - сигнал с выхода генератора 1 в дискретном времени ,1... . Весовые коэффициенты ai однозначно определяют спектральную характеристику формирующего цифрового фильтра 3, а следовательно, и требуемые спектрально-корреляционные свойства сигнала на его выходе.

Сигнал с выхода формирующего цифрового фильтра 3 через ЦАП 4 поступает на вход фильтра нижних частот 5, в котором осуществляется сглаживание погрешностей квантования.

Для настройки формирующего цифрового фильтра 3 под заданные спектрально- корреляционные свойства сигнала предусмотрено предварительное оценивание энергетического спектра имитируемого процесса по конечной выборке наблюдений. Для осуществления оценивания энергетического спектра введен декоррелятор 10, который выполнен в видедекоррелятора М-ro порядка. Для согласования цифрового входа декоррелятора 10 с аналоговым сигналом наблюдений введен АЦП .9.

На вход АЦП 9 подается обучающая аналоговая выборка наблюдений заданного объема К, Преобразованная в цифровую форму выборка x(k) с выхода АЦП 9 подается на (М-Н)-й вход сумматора 18 декоррелятора 10 (см. фиг.З) и на вход линии задержки 13 его первого канала обработки 12т. С выхода линии задержки 13 каждого из каналов сигнал, задержанный на время Т, поступает на вход линии задержки 13 последующего канала. Время Т выбрано из условия Т 1 /2F, где F - наивысшая частота в частотном диапазоне генератора случайных сигналов. При этом сигналы на выходах линий задержек 13 каналов обработки 12i,

12212м коррелированы между собой. На

выходе сумматора 18 образуется сигнал

y(k) x(k)+ § aix (k-i Т/То), i 1

где ai - весовой коэффициент в соответствующем канале декоррелятора 10.

Весовые коэффициенты ai (i 1,M) устанавливаются такими, чтобы минимизировалась мощность сигнала на выходе сумматора 18. Они непосредственно поступают на соответствующие управляющие входы формирующего цифрового фильтра 3 (см. фиг.2).

0 Для нормирования мощности сигналов на выходе генератора случайных сигналов к уровню мощности имитируемых процессов введены блок оценки мощности 11, блок измерения мощности 7 и блок совпадения 2.

5На вход блока оценки мощности 11 (см.

фиг.1) подается выборка с выхода АЦП, В блоке оценки мощности 11 производится оценка мощности имитируемого процесса. Цифровой код, соответствующий данной

0 оценке мощности, поступает на первый вход блока сравнения 8, на другой вход которого поступает цифровой код с выхода блока измерения мощности 7, соответствующий мощности генерируемого сигнала.

5 Последний поступает на вход блока измерения мощности 7 с выхода формирующего цифрового фильтра 3. По окончании процесса измерения мощности генерируемого сигнала в блоке измерения мощности 7 с его

0 второго выхода на третий вход блока сравнения 8 поступает импульс разрешения на сравнивание кодов на первых двух его входах. Если сравниваемые коды не равны между собой, то с выхода блока сравнения

5 8 на второй вход блока совпадения 2 поступает сигнал управления. Блок совпадения 2 осуществляет регулировку мощности последовательности кодов с генератора 1 (например, путем разрешения или запрета по

0 старшим разрядам). Процесс регулирования происходит до тех пор, пока не будет достигнуто равенства кодов на первых двух входах блока сравнения 8, определяемых требуемой мощностью. Таким образом

5 обеспечивается нормирование мощности сигналов на выходе генератора случайных сигналов к уровню мощности имитируемых процессов.

Формула изобретения

01. Генератор случайных сигналов, соДержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и генератор псевдослучайной последовательности импульсов, последовательно соединенные

5 формирующий цифровой фильтр, цифроа- налоговый преобразователь и фильтр ниж- нцх частот, блок сравнения кодов, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу формирующего цифрового фильтра, отличающийся

тем, что, с целью обеспечения нормирования мощности выходных случайных сигналов, в него введены блок совпадения, последовательно соединенные аналого- цифровой преобразователь и блок оценки мощности, блок измерения мощности, а также декоррелятор, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам формирующего цифрового фильтра, при этом первый вход блока совпадения подключен к выходу генератора псевдослучайной последовательности импульсов, второй вход блока совпадения подключен к выходу блока сравнения кодов, первый вход которого подключен к выходу блока оценки мощности, выход блока совпадения подключен к второму входу формирующего цифрового фильтра, выход которого подсоединен к входу блока измерения мощности, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блока сравнения кодов, при этом вход аналого-цифрового преобразователя является входом управляющего сигнала генератора случайных сигналов.

2. Генератор поп.Ч.отличающий- с я тем, что декоррелятор выполнен в виде М каналов, выходы которых подключены к сумматору, выход которого подключен к входу блока умножения, а каждый из М каналов выполнен в виде последовательно со- единенных линии задержки, блока комплексного сопряжения, первого перемножителя, блока интегрирования и второго перемножителя, при этом вход сумматора и вход линии задержки первого канала объединены и являются входом де- коррелятора, выходы линий задержек первого, второго ..., (М-1)-го каналов подключены также к входам линий задержек соответственно второго, третьего

М-го каналов, выход блока умножения подключен к другому входу первого перемножителя каждого из М каналов, в каждом из М каналов другой вход второго перемножителя подключен к выходу линии задержки, выход второго перемножителя каждого из М каналов является выходом соответствующего канала, а выходы блоков интегрирования М каналов являются выходами декоррелято.- ра.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - обеспечение нормирования мощности выходных случайных сигналов. Генератор случайных сигналов содержит генератор 1 псевдослучайной последовательности импульсов, формирующий цифровой фильтр 3, ЦАП 4, фильтр 5 нижних частот, генератор 6 тактовых импульсов, блок 8 сравнения кодов, АЦП 9, декоррелятор 10. Для нормирования мощности сигналов на выходе генератора случайных сигналов к уровню мощности имитируемых процессов введены блок 11 оценки мощности имитируемого процесса, блок 7 измерения мощности генерируемого сигнала и блок 2 совпадения, осуществляющий регулировку мощности последовательности кодов с генератора 1 путем разрешения или запрета по старшим разрядам. Процесс регулирования происходит до тех пор, пока не будет достигнуто равенства кодов на первых двух входах блока 8 сравнения, определяемых требуемой мощностью. Декоррелятор 10 выполнен в виде M каналов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

V

УР

№./

Фиг. 2