Генератор псевдослучайных сигналов Советский патент 1976 года по МПК G06F1/02 

(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к области вычислтельной техники и может быть использовано при моделировании случайных процессов.

Известны генераторы псевдослучайных сигналов.

Один из известных генераторов псевдослучайных сигналов 1 содержит генератор тактовых импульсов и регистр сдвига с линейной обратной сйязью. Однако, этот генератор не позволяет получать сдвинутые коПИИ псевдослучайных сигналов.

Другой известный генератор псевдослучайных сигналов 2j также содержит генератор тактовых импульсов и регистр сдвига с линейной обратной связью. Для получения сдвинутых копий псевдослучайного сигнала в генератор введен второй регистр сдвига с линейной обратной связью. Однако этот генератор не позволяет получить широкополосный псевдослучайный сигнал.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор псевдослучайных сигналов jJSj , содержащий блок управления, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, с

первым входом первого элемента ИЛИ и с первыми входами блока элементов И, выход которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, а вторые входы - с разрядными выходами N -разрядного кольцевого регистра сдвига, вход сдвиг которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход сброс через первый форми™ рователь - к выходу первого элемента ИЛИ а выход - ко второму входу первого элемента ИЛИ, два М-разрядных регистра сдвига с линейной обратной связью, вход первого из которых непосредственно, а второго через второй формирователь подключены к выходу блока управления.

Недостатком такого генератора является узкая полоса рабочих частот с равномерной спектральной плотностью псевдослучайного сигнала.

Целью изобретения является расширение области рабочих частот генератора.

Для достижения поставленной цели предложенный генератор дополнительно содержит третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом П -го разряда N

разрядного кольцевого регистра сдвига, а второй - с последним выходом блока элементов И, первый и второй триггеры, счет ные входы которых подключены к выходам второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, а входы установки - к выходу блока управления, третий и четвертый формирователи, входы которых соединены с выхода ми первого и второго триггеров, а выходысо входами сдвиг первого и второго Мразрядных регистров сдвига с лилейной и обратной связью соответственно, первый и второй сумматоры по модулю два, первые входы которых соединены с выходами первого и Второго триггеров, а вторые - с первыми выходами первого и второго 1 -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью соответственно и два аналоговых сумматора, первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров по модулю два, вторые - ко вторым выходам первого и второго М -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью, а выходы - к первому и вто рому выходу генератора соответственно.

На фиг. 1 приведена блока-схема генера тора; на фиг. 2 - зависимость спектральной плотности от частоты.

Генератор содержит N -разрядный кольцевой регистр сдвига 1, вход сдвиг которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов 2, а выходы - ко входам блока элементов И 3, выходы которого подключены ко входам элемер1тов ИЛИ 4. Выход регистра 1 через элемент ИЛИ 4, и формировате.ль 5 подключен ко входу этого регистра.

Генератор содержит также формировате ли 52, , Sj и S/Y , вход которого подключен к выходу блока управления 6, а выход ко входу М -разрядного регистра сдвига с линейной обратной связью 7, вход сдвиг которого соединен с выходом формироват& ля 5 . Выход формирователя Sj. соединен со входом сдвиг М - разрядного регистра сдвига с линейной обратной связью 8, а вход - с выходом триггера 9. , счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 4 , а вход установки - к выходу блока управления 6, выход которого подключен ко входу генератора 2, ко входам блока элементов И 3, ко входу элемента ИЛИ 4,, ко входам сброс регистров 7 и 8 и ко входу установки триггера 9 д,, счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 4 а выход - ко входу формирователя 5, Кроме того, генератор содержит сумматоры по модулю два 10 и lOj. входы которых соединены с выходами регистров 7 и 8 и триггеров 9.; и 9 2 и аналоговые суглматоры 11. и Одни входы последних соединены с выходами регистров 7 и 8. другие с оыходами сумматоров по модулю два 1О и lO,j,, а выходы с выходами генератора.

Заданный закон изменения задержки псев досл - айных сигналов во времени представляется в виде ДВОИЧНЫХ М разрядных кодов для грубого изменения задержки и позиционных ( П + 2)-разрядных кодов для точного изменения задержки (два разряда необходимы для исходной установки триггеров 9 и 92).Эти коды заносятся в 33 блока управления 6. Блок управления 6 вырабатывае импульсы запуска, поступающие на входы формирователей 5г и 5, которые осутдесталяiOT сброс всех ячеек регистров 1 и 7, кроме первой, куда записывается единица, и сброс .ячеек регистра 8 с последующей записью в него М-разрядного кода, соответствуюшего грубому значению задашюй задержки. Одновременно блок 6 осуществляет подачу р разрядного позиционного кода на вторые, попарно соединенные входы блока 3 элементов И и производит исходную установку триггеров 9л и 92 . Этим обеспечивает-ся установка точного значения заданной зад раосВ. Затем включается генератор 2, ос тдествл«- ющий продвижение импульса, записанного в ячейку регистра 1, от первой ячейки к N й с последующим его вводом через элемент ИЛИ 4 2 и формирователь 5 снова в первую ячейку. Импульсы с относительной за.аерж кой, определяемой п-разрядным кодом, поданным на входы блока 3 элементов И, к удвоенной по сравнению с задержкой в прототипе частотой следования, чер&з элементы 4 и 4з ИЛИ подаются на счетные входы триггеров 9 и 9 Удвоение частоты происходит вследствие того, что импульс, -записанный в регистр 1, в каждом цикле его движения от первой ячейки к N й за счет попарного соединения вторых входов блока 3 элементов И через П элементов и подключения выхода первого и второго входа h -го элемента этого блока ко входам, третьего элемента ИЛИ 4 j дважды попадает на выходы элементов ИЛИ 4,. и

4зНа выходах триггеров 9 и 9j формиру.ются импульсы меандра с периодом at Z, (где f Q - частота следования тактовых имрульсов генератора 2) и относительной задержкой в интервале О т а t , определяемой значением П -разрядного кода и исходной установкой триггеров 9 и Sg . Импульсы меандра поступают на входы форм19рователей 5 и 5 , с выхода которых подаются на входы сдвиг регистров 7 и 8 Одновременно импульсы меандра поступают на один из входов сумматоров по модулю два 1О и lOjj. вторые входы которых соединены с выходами m -и ячейки регистров 7 и 8, Поскольку начало периода импульсов меандра совпадает с началом пери ода тактовых интервалов псевдослучайной последовательности, операция суг гмирования этих сигналов по модулю два равносильна смене знака псевдослучайной последовательности во всех четных или нечетных ин тервалах. В результате средняя частота сле дования импульсов последовательности на вы ходе сумматора увелтгчивается в два раза, что приводит к смещению максимума ее спек ра на частоту 2,ЗТ/Д-1,где расположен минимум спектра последовательности, снимаемый с регистра. Из-за кезависимости чередовани символов исходной последовательности вегис ра, последовательность на выходе сумматора по модулю два оказывается ортогональной к ней,. Таким образом, расширение области рабо чих частот генератора с равномерной спек1 ральяой плотностью сигналов может быть достигнуто суммированием последовательнос ти, образованной на выходе сумматора по модулю два, и последовательности регистра, что обеспечивается подключением входов аналоговых сумматоров 11 и 112 выходам сумматоров по модулю два и выходам ячеек М-разрядных регистров сдвига. Спектр Q С 4) ) сигнала на выходе сум матора приведен на фиг. 2, где представлены также спектр Q(CjO} последовательности, снимаемой непосредственно с регистров и 8 и спектр Q 2 ( ) последовательности на выходе сумматоров по модутоо два Сравнение спектров Q (tO) и Q С ) показывает, что при допустимой неравномерности спектральной плотности в 0,6 дб область рабочих частот предлагаемого генератора примерно в 7 раз шире, чем у известного генератора. Быстродействие элементов АЛ разрядных регистров генератора при этом не увеличивается и составляет менее 0,8 от верхней границы равномерного спектра сигнала. Формула изобретения Генератор псевдослучайных сигналов, содержащий блок управления, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, с первым входом первого элемента ИЛИ и с первыми входами блока элементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, а вторые входыс разрядными выходами N -разргздного кольцевого регистра сдвига, вход сдвиг которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход сброс через первый формирователь - к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - ко второму входу первого элемента ИЛИ, два М -разрядных регистра сдвига с линейной обратной связью, вход первого из которых непосредственно, а второго через второй формирователь подключены к выходу блока управления, отличающийся тем. что, с целью расширения области рабочих частот генератора, он дополнительно содержит третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом п -го разряда М -разрядного кольцевого регистра сдвига, а второй вход - с последним выходом блока элементов И, первый и второй триггеры, счетные входы которых подключены к выходам второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, а входы установки - к выходу блока управления, третий, четвертый формирователи, входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а выходы - со входами сдвиг первого и второго fV -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью соответственно, первый и второй сумматоры по модулю два, первые входы которых соединены с выходами первого и второго триггеров, а вторые входы - с первы- мк выходами первого и второго М -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью соответственно, и два аналоговых сумматора, первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров по модулю два, вторые входы - ко вторым выходам первого и второго /W -разрядных регистров сдвига с линейной обратной связью, а выходы - к первому и второму выходу генератора соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Корн Г. Моделирование случайных процессов на аналоговых и аналого-цифровых машинах Мир М., 1968 г. 2.Яковлев В. В., Федоров Р. В, Стохастические вычислительные машины, Мащиностроение Л. 1974 г. 3.Авторское свидетельство СССР №430369, кл. G Об F 1/02, от 1973 г.

Г

27:

0,В

J