УСТРОЙСТВО для ГЕНЕРИРОВАНИЯ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХСИГНАЛОВ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/52 G06F7/58 

Изобретение относится к устройствам для генерирования исевдослучайных сигналов средствами цифро-аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для исследования систем автоматического управления, радиосистем и т. п.

Известные устройства для генерирования псевдослучайных сипналав, содержащие двоичный счетчик иа триггерах, сумматоры по модулю два, усилители постоянного тока, киип-реле и ключи, основаны на использовании сдвигаюш,его регистра и сумматора но модулю два, вход которого подключают к двум разрядам СлЧвигающего ригистра, а выходной сигнал подают на вход сдвигающего регистра.

Предлагаемое устройство предназначено для генерирования нсевдослучайных сигналов с равномерным широким дискретным спектром в низкочастотной части их частотных характеристик. Такие сигналы получаются с помощью одноразрядпых сумматоров по модулю два с тремя входами, соединенными с триггерами двоичного счетчика, на вход которого подаются импульсы с иекоторой фиксированной частотой. При этом один вход сумматора по модулю два подключают к триггеру младшего разряда, а два других - к двум соседним триггерам из числа более старших разрядов счетчика. Число сигиалов, которые

могут быть таким образом получены от я-разрядного двоичного счетчика, равно (п-2). Все сигиалы суммируются на аналоговом суммирующем устройстве с весами, убывающими

по двоичному закону от старших разрядов к младшим. Для этой цели могут использоваться, в частности, известные схемы линейных преобразователей «код-напряжение.

В полученном сигнале наблюдается резкий

подъем частотной характерпстики в районе частоты переключения младшего разряда. Для формирования нсевдослучайного сигнала, состоящего из равиых по амплитуде гармопик, необходимо скомпенсировать подъем частотной характеристики с помощью фильтра низкой частоты, наиболее эффективно в качестве которого используется активпый фильтр последовательностей низкой частоты. Примененпе такого фильтра благоприятно также и тем,

что для управления им можно использовать двоичный счетчик, в результате чего частота среза фильтра оказывается кратной частоте внешнего генератора импульсов. Таким образом, генерируемый спектр всевдошума в относительных частотах не изменяется при изменении частоты задающего генератора н его можно смещать по желанию в широком диапазоне частот, изменяя входную частоту. Па фиг. 1 приведена структурная схема кн сигналов, действующих в различных точках схемы. Приняты следующие обозначения: счетный вход 1 двоичного счетчика; триггеры 2 двоичного Счетчи.ка; сумматоры 3 по модулю два 5 значении двух младших разрядов двоичного счетчика; сумматоры 4 по модулю два; ключевые схемы 5, 6; операционные усилители 7, 5 постоянного тока; квнп-реле 9, 10; ключевые схемы 11, 12; конденсаторы 13, 14. Устройство работает следующим образом. Внещний сигнал в виде импульсов постоянной частоты поступает на вход 1 п-разрядного счетчика, 1состоящего из триггеров 2, к выходам которых подключены сумматоры 15 5 и по модулю два. В сумматоре 3 получается сумма по модулю два от значении двух младших разрядов двоичного счетчика. Результат суммирования используется, с одной стороны, для получения суммы по модулю 20 два от трех младших разрядов и, с другой,- для управления работой фильтра последовательностей низкой частоты. Уровнями напряжения, получаемых с выходов сумматоров 4, управляются ключи 5, 6, на вторые входы25 которых подаются постоянные напряжения положительной и отрицательной полярности. При этом КЛЮЧИ схемы 5 открыты (проводят), котда сумма, получаемая в сумматорах 4, равна О, а клЮЧ схемы 6-в :Случаях, когда 30 сумма равна 1. Напряжение, получаемое с выходов ключей схем 5 та 6, суммируется на входе операционного усилителя 7 с весом, убывающим по двоичному закону от старших разрядов к35 младшим. Эта часть схемы по существу представляет линейный преобразователь кода, записанного в сумматорах 4, ,в напряжение в суммирующей точке б операционного усилителя 7. Операционные усилители 7 и S сов-40 местно с управляющими их работой двумя кипп-реле 9, 10 и двумя ключевыми схемами 11, 12 образуют фильтр пследовательностей низкой частоты. Управление работой фильтра осуШйствляет-45 ся сигналом с выхода сумматора 3, частота переключений которого равна частоте переключений второго триггера со стороны младших разрядов, а моменты переключений смещены на четверть периода. Фильтр последовательностей пизкой частоты работает следующим образом. Огперационный усилитель 7, ох)ваченный обратной связью через конденсатор 13, ббльшую часть времени работает в интегрирую-55 щем режиме. Интегрирование прекращается только на время, -когда открыт (1пр01водит) ключ схемы 12. В этот момент конденсатор 13 разряжается через клю:ч, и па выходе интегратора усилителя 7 устанавливается напря-60 10 50 , равное нулю. После закрывания ключа схемы 12 усилитель снова переходит в ИНтегрирующий режим. Операционный усилитель 8 работает в режиме заиоминания постоянного напряжения. Ключ схемы 11 при этом нормально разомкнут И входная цепь усилителя отключена от схемы. В момент замыкания ключа схемы // усилитель 8 оказывается в режиме, близком к масштабу, конденсатор 14 перезаряжается, и на нем устанавливается напряжение, пропорциональное напряжению, имеющемуся в данный момент на выходе операционного усилителя 7. При размыкании ключа схемы 11 напряжение на конденсаторе 14 за поминается на время, равное периоду младшего разряда счетчика. Таким образо,м, при каждом изменении состояния сумматора 3 последовательно срабатывают кипп-реле 9, 10, которые на соответствующее время открывают ключи схем 11, 12. Благодаря этому происходит передача напряжения с выхода операционного усилителя 7 для запоминания в операционный усилитель 8 и затем устанавливаются нулевые начальные условия для следующего цикла интегрирования в операционном усилителе 7. Напрялсение, получаемое на выходе операционного усилителя 8, представляет собой геперируемый псевдослучайный сигнал. Предмет изобретения Устройство для генерирования псевдослучайных сигналов, содержащее двоичный счетчик на триггерах, сумцматоры по модулю два, усилители постоянного тока, кипп-реле и ключи, отличающееся тем, что, с целью генерирования сигналов с равномерным широким ди1СКретным спектром, один вход каждого сумматора по модулю два соединен с выходом трипгера младшего разряда счетчика, а два других входа соединены с выходаими триггеров двух старших разрядов счетчика, выходы сумматоров по модулю два соединены со входами соответствующих ключей, другие входы которых подключены к соответствующему источнику постоянного напряжения, а выходы 1подключены ко входу первого операционного усилителя, в цепь обратной связи которого в,ключен ключ, управляющий вход которого соединен с выходом первого киппреле, вход которого объединен со входом второго кипп-реле и подключен к управляющему входу другого ключа, включенного во входную цепь второго операционного усилителя, другой вход второго киоп-реле подключен к сумматору по модулю два, соединенному с выходами триггеров двух младших разрядов двоичного счетчика.

LJ