Генератор псевдослучайных сигналов Советский патент 1978 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при моделировании случайных процессов.

Известен генератор псевдослучайных сигналов, содержащий регистр сдвига с линейной обратной связью, генератор тактовых импульсов, триггер, формирователь, два элемента И и аналоговый сумматор .

Однако в известном генераторе распределение амплитуд его сигнала не является нормальным. Попытки устранить этот недостаток путем применения устройств линейной фильтрации неизбежно приводит к сужению спектра сигнала генератора примерно на порядок.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор псевдослучайных сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом формирователя .

Такой генератор имеет на выходе сигнал с нормальным распределением, но достигнуто это ценою существенного сужения спектра сигнала.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора путем нормализации закона распределения амплитуд формируемого псевдослучайного сигнала без сужения его спектра.

Для этого в генератор введены сумматор, триггер и блок сумматоров по модулю два, разрядные выходы которого соединены с входами сумматора, разрядные входы - с разрядными выходами регистра сдвига, первый вход - с выходом регистра сдвига, а второй вход - с входом формирователя и через триггер с выходом генератора тактовых импульсов.

Структурная схема генератора приведена на чертеже.

1 нератор содержит регистр 1 сдвига, выходы которого соединены с входами блока 2 сумматоров по модулю два, а вход - с выходом формирователя 3, вход которого подключен к входу блока 2 и через триггер 4 к выходу генератора 5 тактовых импульсов. Выходы блока 2 соединены с входами сумматора 6, выход которого является выходом генератора.

Работает генератор следующим образом.

Импульсы с периодом т с выхода генератора 5 тактовых импульсов поступают на счетный вход триггера 4. При этом триггер формирует импульсы меандра с периодом 2т, которые попадают на второй вход одного сумматора блока 2 и формирователь 3. На выходе формирователя 3 образуются тактовые импульсы с периодом 2т, которые проходят на сдвиговый вход регистра 1.

Импульсы псевдослучайной последовательности, снимаемые с одной из ячеек регистра 1, подаются на первый вход одного сумматора блока 2. Поскольку начало периода нмнульсов меандра совпадает с началом периода тактовых интервалов псевдослучайной последовательности, операция суммирования этих сигналов по модулю два равносильна смене знака псевдослучайной последовательности во всех четных и нечетных интервалах. В результате на выходе одного сумматора блока 2 образуется новая последовательность, длительность элементарного символа которой равна т, что приводит к смещению максимума спектра этой последовательности на частоту 1/2т, где расположен минимум спектра последовательности, формируемой регистром 1. В силу независимости чередования нолярностей импульсов исходной последовательности, псевдослучайная последовательность на выходе одного сумматора блока 2 оказывается некоррелированной с исходной последовательностью.

Импульсы псевдослучайной последовательности, снимаемые с остальных ячеек регистра 1, сдвинуты относительно друг друга на 2т. Они подаются на первые входы остальных сумматоров блока 2. Так как вторые входы этих сумматоров соединены между собой и подключены к выходу одной свободной ячейки регистра 1, на выходах сумматоров блока 2 формируются некоррелированные между собой нсевдослучайные последовательности, длительность элементарного символа которых равна 2т. Форма спектров этих последовательностей практически совпадает с формой спектра последовательности, формируемой регистром 1.

Таким образом, в соответствии с центральной предельной теоремой и теоремой о сумме спектров, нормализация закона распределения амплитуд псевдослучайного сигнала без сужения его спектра может быть достигнута суммированием всех некоррелированных последовательностей, снимаемых с выходов сумматоров блока 2, что обеспечивается подключением выходов сумматора блока 2 к входу сумматора 6. Ширина спектра нормального псевдослучайного сигнала на выходе сумматора 6 по уровню 0,8 дБ относительно максимума при этом лежит в пределах О-1,25 /о, а достаточно хорошее приближение закона распределения амплитуд к нормальному обеспечивается при 10-15 сумматорах блока 2. Предлагаемый генератор нормального псевдослучайного сигнала легко реализуется в виде большой интегральной схемы и может найти применение при решении различных вычислительных и имитационных задач в технике связи и радиолокации.

Формула изобретения

Генератор псевдослучайных сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом формирователя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем нормализации распределения выходного сигнала без сужения его спектра, он содержит сумматор, триггер и блок сумматоров по модулю два, разрядные выходы которого соединены с входами сумматора, разрядные входы - с разрядными выходами регистра сдвига, нервый вход - с выходом регистра сдвига, а второй вход - с входом формирователя и через триггер с выходом генератора тактовых импульсов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.АвторскоесвидетельствоСССР № 441556, кл. G 06F 1/02, 1974.

2.Фельдман В. А. Накопители сложных бинарных сигналов. Сб. «Трзды областной итоговой научно-технической конференции по радиоэлектронике НТО РЭС им. А. С. Попова и профессорско-нреподавательского состава Новгородского филиала ЛЭТН. Новгород,

1972, с. 55.

-

П

пг -,

tLjHj:

П2 -,

nz -I

nz I-I

rr

8ь/ход