Генератор псевдослучайных последовательностей Советский патент 1992 года по МПК H03K3/84 

М

(Л

изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - увеличение разрешающей способности по управлению временным положением формируемых последовательностей, Для этого в генератор введены элемент НЕ 5, временной модулятор 7, кодовая шина 9 с соответствующими функциональными связями. Генератор содержит также входные шины 10, 11, датчики 1,2 псевдослучайной последовательности, управляемый делитель 3 частоты, коммутатор 4, триггер 6, блок 8 синхронизации. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

v4 Ю

IOO

о

ю

Изобретение относится к импульсной технике.

В приемоиндикаторе, который предназначен для работы по сигналам спутниковой радионавигационной системы (СРНС) NAVSTAR генератор псевдослучайных последовательностей (ПСП) используются для мо- дуляции сигнала гетеродина приемного устройства. Настройка приемного устройства на сигнал и дальнейшее сопровождение принимаемого сигнала происходит при совпадении во времени ПСП, формируемой этим генератором, с ПСП огибающей принимаемого сигнала.

Сигнал, излучаемый спутниками в СРНС NAVSTAR, представляет собой высокочастотные гармонические колебания, модулированные по фазе двумя когерентными ПСП: (ПСП высокой точности (ПСП/ВТ) и ПСП пониженной точности (ПСП/ПТ). Эти ПСП отличаются видом полинома, периодом (длиной) т и частотой, f следования элементов кода.

При том выполняется условие Рвт/Рпт К const, твт/гпт n const. В каждом цикле (периоде) ПСП/ВТ укладывается n периодов ПСП/ПТ. Каждые n периодов ПСП/ПТ передний фронт элемента, соответствующей началу периода ПСП/ВТ, совпадает с передним фронтом элемента, соответствующего началу ПСП/ПТ.

Генератор ПСП приемоиндикатора системы NAVSTAR может работать в одном из двух режимов: ВТилиПТ. Его переключение осуществляется путем соответствующих коммутаций обратных связей и выхода генератора.

Недостатком этого генератора является отсутствие в нем средств для быстрого бес- подстроечного переключения из режима ВТ в режим ПТ, что необходимо при его использовании в приемоиндикаторах высокодинамичных объектов.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является генаратор ПСП, который содержит два генератора М-после- довательностей,соответственно,генератор ПСП/ПТ и генератор ПСП/ВТ, а также коммутатор выходного сигнала, предназначенный для переключения выхода устройства к выходу одного из генераторов, делитель частоты с коэффициентом деления К, выполненный в виде счетчика импульсов, и блок синхронизадии. Тактовые импульсы поступают на тактовый вход генератора ПСП/ВТ непосредственно, а на тактовый вход генератора ПСП/ПТ - через упомянутый делитель частоты. Блок синхронизации содержит триггер и предназначен для синхронизации начала периода ПСП, формируемых генератором, с поступающим на него синхроимпульсом, по которому в обоих генераторах производится установка начального кода. Это необходимо для управления временным положением ПСП при поиске сигнала.

В известном устройстве синхросигнал формируется посредством временного модулятора, который содержит сердечник тактовых импульсов, регистр кода временного положения формируемого синхросигнала и цифровой компаратор (схему сравнения), в котором производится сравнение текущего кода счетчика с содержимым регистра. При совпадении этих кодов на выходе компаратора формируется импульс, длительность которого равна периоду тактовых импульсов на входе счетчика, т.е. периоду частоты FBT. Фронты синхроимпульсов совпадают с соответствующими фронтами тактовых импульсов, т.е. синхросигнал когерентен тактовому сигналу генератора ПСП.

Известный генератор ПСП работает следующим образом.

По переднему фронту синхроимпульса, вырабатываемого временным модулятором, триггер блока синхронизации устанавливается в единичное состояние. Выходным сигналом этого триггера в оба генератора ПСП вводится начальный код, и формирование ПСП обоими генераторами прекращается до момента появления первого импульса на выходе делителя частоты. Фронтом этого импульса триггер блока синхронизации переводится в исходное (нулевое)состояние и оба генератора ПСП переходят в режим формирования ПСП (сдвига). Таким образом, оба генератора ПСП синхронизированы выходным сигналом делителя частоты.

Известный генератор обеспечивает одновременное формирование двух ПСП (ВТ и ПТ), между которыми посредством делителя частоты, блока синхронизации и временного модулятора поддерживаются требуемые временные соотношения, что обеспечивает возможность его быстрого бесподстроечно- го переключения из режима ВТ в режим ПТ.

Как следует из принципа действия генератора ПСП его разрешающая способность по управлению временным положением ПСП составляет 1/Рпт, т.е. равна периоду сигнала на выходе делителя частоты. Изменение временного положения синхроимпульса внутри интервала между двумя соседними импульсами делителя частоты приводит лишь к изменению момента ввода в генераторы ПСП начального кода и не приводит к сдвигу ПСП. В связи с этим точная подстройка временного положения ПСП

при использовании известного устройства осуществляется изменением частоты тактовых импульсов, поступающих на вход делителя частоты, что приводит к увеличению времени перестройки.

Целью изобретения является увеличение разрешающей способности по управлению временным положением формируемых последовательностей.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора ПСП; на фиг. 2 - структурная схема блока синхронизации,

Генератор ПСП (фиг.1) содержит первый 1, второй 2 датчики псевдослучайной последовательности, управляемый делитель 3 частоты, коммутатор 4, элемент НЕ 5, триггер 6, временной модулятор 7, блок 8 синхронизации, кодовую шину 9, первую 10 и вторую 11 входные шины.

Блок 8 синхронизации (фиг,2) содержит первый D-триггер и второй 13 D-триггеры. При этом первый (тактовый) вход делителя 3 частоты и первый (тактовый) вход датчика 1 псевдослучайной последовательности соединены с первой входной шиной 10 устройства, на которую поступают импульсы частотой FBT.

Первый вход блока 8 синхронизации и второй (информационный) вход триггера 6 соединены с выходом временного модулятора 7. Выход триггера 6 соединен с вторым входом (управления режимом записи) делителя 3 частоты, первый (тактовый) вход триггера 6 через элемент НЕ 5 соединен с входной шиной 10 устройства. Выход делителя 3 частоты соединен с первым (тактовым) входом датчика 2 псевдослучайной последовательности и с первым входом (сброса) блока 8 синхронизации, выход которого соединен с вторыми входами (управления режимом записи) датчиков 1 и 2 псевдослучайной последовательности, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора 4. Выход последнего является выходом устройства. Третий (управляющий) вход коммутатора 4 является второй входной шиной 11 устройства.

Генератор ПСП работает следующим образом.

На входные шины 10 и 11 поступают управляющие сигналы: тактовый сигнал и сигнал управления режимом (ВТ/ПТ). С кодовой шины 9 на информационные входы временного модулятора 7 подается код, определяющий момент формирования синхроимпульса.

В исходном состоянии D-триггера 12 и 13 блока 8 синхронизации находятся в состоянии О.

Датчики 1 и 2 псевдослучайной последовательности формируют на своих выходах когерентные псевдослучайные последовательности в соответствии с заданными полиномами. Когерентность генерируемых ПСП обусловлена тем, что оба генератора работают от общего источника тактовых импульсов. Частота следования элементов кода датчика 2 псевдослучайной последова0 тельности в К раз ниже частоты датчика 1 псевдослучайной последовательности за счет делителя 3 частоты. После начального включения оба датчика 1 и 2 псевдослучайной последовательности или один из них

5 могут установиться в запрещенное состояние - нули во всех разрядах. Однако, как будет показано ниже, это не приведет к нарушению работоспособности генератора, Синхросигналом, поступающим на вто0 рой вход блока 8 синхронизации с выхода временного модулятора 7, триггер 12 блока 8 синхронизации установится в единичное состояние. Этот же синхроимпульс, задержанный триггером 6 на временной интер5 вал, равный длительности тактового импульса, поступает на вход управления режимом записи делителя 3 частоты. При этом в делитель 3 частоты по переднему фронту тактового импульса будет записан код, рав0 ный К/2.

Выходным сигналом (Лог.1) триггера 12 в датчики 1 и 2 псевдослучайной последовательности записываются соответствующие начальные коды. При этом

5 формирование ПСП/ВТ датчиком 1 псевдослучайной последовательности прекращается до появления первого импульса (активного фронта) на выходе делителя 3 частоты. Фронтом этого импульса, который

0 появится через временной интервал, равный К/2, 1 /FBT, триггер 13 будет установлен в единичное-состояние, а триггер 12 - в нулевое состояние. Этим будет снят сигнал разрешения параллельной записи с вторых

5 входов датчиков 1 и 2 псевдослучайной последовательности и они будут подготовлены к режиму сдвига (формирования ПСП), который для датчика 1 псевдослучайной последовательности начнется с приходом

0 следующего тактового импульса на первую входную шину 10, а для датчика 2 псевдослучайной последовательности - с приходом следующего импульса с выхода делителя 3 частоты. Таким образом, начало периода

5 ПСП датчиков 1 и 2 псевдослучайной последовательности однозначно привязано к моменту прихода синхроимпульса.

Момент времени ti, соответствующий началу периода ПСП/ВТ,определяется выражением

ti to+2T0 + То k/2,

где to задаваемое временным модулятором 7 дискретное время, соответствующее переднему фронту синхросигнала;

Т0 1/F0; - частота тактовых импульсов.

Таким образом, основным отличием генератора псевдослучайных последовательной является то, что в нем запись начального кода в датчики 1 и 2 псевдо- случайной последовательности сопровождается принудительной установкой управляемого делителя 3 частоты в наперед заданное состояние, определяемое значением кода на его установочных входах. При этом разрешающая способность по управлению временным положением начала периода ПСП равна разрешающей способности временного модулятора 7, формирующего синхросигнал, т.е. равна пе- риоду тактовых импульсов.

Формула изобретения

датчика псевдослучайной последовательности, выход которого соединен с вторым входом коммутатора, третий вход которого соединен с второй входной шиной, первая входная шина соединена с первым входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности по управлению временным положением формируемых последовательностей, в него введены последовательно соединенные кодовая шина и временной модулятор, элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом триггера, втрой вход которого соединен с вторым входом блока синхронизации и с выходом временного модулятора, вход синхронизации которого соединен с входом элемента НЕ и с первым входом управляемого делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом триггера.

2. Генератор по п.1, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что блок синхронизации содержит последовательно содиненные первый и второй D-триггеры, выход первого D-триггера является выходом блока синхронизации, первый вход которого соединен с входом синхронизации второго D-триггера, выход которого соединен с входом установки первого D-триггера, вход синхронизации которого является вторым входом блока синхронизации.