Датчик псевдослучайных последовательностей Советский патент 1978 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

(54) ДАТЧИК ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Изобретение относится к областии ь числительной техники и можег быть использовано при формировании сложных радиосигналов.

Известен датчик псевдослучайных последовагельностей, содержащий регистры сдвига с сумматорами по модулю два в цепи логической обратной связи. При псьсгуплении на тактовые входы регистров сдвига тактовых импульсов состояния всех : разряд ОБ ре гист ров с дв и га измен яются в соответствии с законом формирования импульсов за счет логической обратной связи, т.е. за счет сумкшрования соответствующего числа опорньтх последорательностей импульсов, снимаемых с выходов разрядов регистра сдвига и подаваемых на сумматоры по модулю два .

Однако этот датчик не может формировать многоуровневые псевдослучайные последовательности, т.е. имеет узкие функциональные возможности.

Наиболее близким техническим рс шени - ем к данному изобретению является датчик многоуровневых псевдослучайных сигналов, содержащий сумматор, выход котбро го является выходом датчика, а входы сt единены с первой группой выходов блока регистров сдвига соогветсгвенно, вторая группа выходов которых подключена ко входам коммутатора, а первая группа входов - к первому выходу распределителя импульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом коммутатора, а вход - с первым выходом генератора импульсов .

Этот датчик формирует многоуровневьш псевдослучайиые яоследоватепьностн. Однако период этак последовательностей не является максимальным.

Целью изобретения является расшире- ние функциональных возможностей датчика за счет формирования многоуровневого псевдослучайного сигнала максимальной длины.

Для достижения поставленной цели датчик содержит первый и второй регистры сдвига, блок запрета, счетчик и блок сравнения, входь которого Соединены с выходами коммутатора и первого регистpa сдви1а соогвегсгвенно, а выход - со счетным входом счегчика, с управляющим входом коммугагрра и со входом сброс первого регистра сдвига, информационный вход которого соединен с третьим выходом распредепитепя импульсов, вход запрет - с первым входом блока запрета и с выходом счетчика, а тактовый вход - со вторым выходом генератора импульсов и со вторым входом блока загпрета, выход которого соединен со вхо дом запрет второго регистра сдвига, тактовый вход которого соединен со входом сброс счегчика и с первым выходом распределителя импульсов, а выходы - со второй группой входов блока регистров сдвига соответственно. На фиг, 1 приведена блок-схема дат чика; на . 2 - диаграмма работы дарчика. Датчик содержит генератор импульсов 1,первый выход которого соединен со входом распределителя импульсов 2, первый выход которого соединен с первыми входами блока 3 регистров сдвига 3., 3„,..., 3| ., выходы которых соединены 00 входами сумматора 4, выход которого является вьходом датчика. Разрядные выходы регистров сдвига 3., Зл, ,..,3..., соединены со входами коммутатора 5, тактовый вход которого соединен со. вторым выходом распределителя импульсов 2,а выходы - со входами блока сравнения 6, другие входы которого соединены с выходами первого регистра сдвига 7, а выход со входами комктутатора 5, первого регистра сдвига 7 и с1етчика 8, вы ход которого соединен со входами первог регистра сдвига 7 и блока запрета 9, другой вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов 1 и со входом первого регистра сдвига 7, другОй вход которого соединен с третьим выходом респределителя иХшульсов -2 , Bbfx од блока запрета 9- соединен со-входом второго регистра сдвига 10, другой вход которого соединен со входом счетчика 8 и с первьтм выходом распределителя импульсов 2, а выходы - со вторыми входами регистров сдвига 3i , 3л, ,.. о - . Да1-чик многоуровневых псевдослучайных последовательностей работает следую шик образом, В первоначальный момент времени все К-1 (-разрядных регистров сдвигаблока 3 устанавливаются в такое состояни при котором на выходе хотя бы одного из них допжен быть высокий VDDBRHF, ня а не были одновременно в нулевом полоении. Генератор импульсов 1 формирует актовые импульсы (см, фиг. 2а) и подат их на следующие функциональные элеенты:- на распределитель импульсов 2, копоый вырабатывает импульс после «-lK-i i a импульсов тактовой частоты, где QJ -коэффициент полинома, соответствующего формируемому сигналу, -на первый К-разрядный регистр сдвига 7, в котором синхронно с такто выми импульсами осуществляется сдвиг информации, -на второй К -разрядный регистр сдвига 10 через блок запрета 9, кото-; рый прекращает подачу тактовых импульсов после14 Х Olj числа совпадений, подсчитываемых в счетчике совпадений8, Особенностью блока К -1 It -разрядных регистров сдвига 3 является то, что на одном из однотипных разрядов каждого регистра может быть высокий уровень напряжения. Это дает возможность сравнительно легко осуществить надежную обратную логическую связь выходов этих регистров с их входами. Для этой цели служат регистры сдвига 7 и 10, в которых только в этом случае можно осуществить сдвиг только одного высокого уровня по замкнутому кольцу за время, равное длительности элементарного импульса формируемой псевдослучайной последовательности. Конец формирования и сдвига этого уровня зависит от коэффициентов полинома, описывающего последовательность. Поэтому в результате обработки выходных сигналов с блока к -1Н -разрядных регистров сдвига 3 высокий уровень может быть остановлен в соответствующем разряде второго к -разрядного регистра сдвига 10, информация с которого в последующий момент времени списывается (сдвигается) в соответствующий регистр сдвига блока К-1 ц -разрядных регистров сдвига. Тем самым обеспечивается поступление информации о состоянии импульса формируемой последовательности. Таким образом, при подаче тактовых импульсов в первьШ К -разрядный регистр сдвига 7 в нем начинб ет сдвигаться положительный уровень напряжения до тех пор, пока в блоке сравнения 6 не совпадет информация, поступающая с коммутаTlflliW W ГТОГЛС

ырабагитваег импупьс, который, во-первых, возвращаег первый К -разрядный югисгр сдвига 7 в первоначальное состоние, Bt -BTOpHx, осущесгвля« г переклюение в KOMMyraroj:)e 5, а в -третьих, одсчигывается в счетчике совпадений 8, де подсчитывается определенное колиество совпадений ( U ) после выпадения которого вьщается команда на блок апрета 9 на запрещение тактовой частоты, и на первый К -разрядный регистр сдвига, в котором прекращается продш ение высокого уровня до поступления команды с распределителя импульсов 2. результате проведенных операций формирование информации о состоянии элементарного импульса заканчивается и на выходе сумматора 4 просуммируются импульсы с соответствующих выходов блока К-1 Я -разрядных регистров сдвига 3, что образует значение одного уровня многоуровневой псевдослучайной последовательности. Далее операция повторится до результата формирования второго, третьего и т.д. уровней..

В качестве примера рассмотрим процесс формирования пятиуровневой псевдослучайной последовательности максимальной длительности,если И-2, К 5. Полином, описывающий предлагаемую последовательность имеет вид

SXg-vX 1-1 0,

где учитывается, что все арифметические действия производятся по модулюб.

В таком случае блок к -1 tf -разрядных регистров сдвига 3 должен содержать 5-1-4 двухразрядных регистров сдвига. Допустим, что в первоначальный момент регистры сдвига находились в таком полож-ении, которое соог.ветсг вует записи уровней и . Тогда весь период пятиуровневой псевдослучайной последовательности с 1 24 элементарными импульсакш будет .иметь вид

131О33212011424О22343044.

,

ФормироЬание каждого из последук щих за первоначальными импульсами происходит слодуюк;им образом.

Поело записи начального состояния. I.e. уровней Xj 3 и Х , состояния регистров СДВИГЕ будут такими, что разряд первого, третьего и второй разряд только первого регистров сдвига блока 3 будут иметь нп выходе вь:сокий

Если выходы первых разрядов всех регистров подключены к сумматору 4, то ч данный момент будут суммироваться гри высокие уровня напряжения и на его выходе образуется первый из указанных на фиг. 2 д уровень, соответствующий трем.

После записи начального кода распре делитель импульсов 2 подает команду через сформированные импульсы (см. фиг.26) на начало работы второго 10 и первого 7 пятиразрядных регистров сдвига, а также комк1утатора 5, который поочередно подключает выходы соответствующих разрядов блока К -1 tt-разрядных регистров сдвига 3 ко входам блока сравнения 6. Если сначала подключены все вторые разряды регистров сдвига, то для совпадения информации в первом пятиразрядном регистре сдвига 7 потребуется только один такт, В связи с тем, что согласно полинома второй уровень необходимо умножить на три, то необходимо совершить гри такта, как показано на фиг. 2, в перэые три такта. Далее подключается первый разряд каждого регистра сдвига. Для совпадения информации в дополнительном регистре сдвига потребуется только

д три такта, так как.в данный момент X 3. После окончания этих тактов операция формирования состояния на входе блока К-1 п.-разрядных регистров.сдвига 3 заканчивается, так как в таком случае во вто5 ром регистре сдвига 1О импульс продви 1ется на пять, т.е. осуществится операция суммирования по модулю 5. Сформированная информация переносится в первые разряды регистров сдвига блока 3

И операция формирования следующей последовательности повторяется. Диаграммы формирования показаны для первого К -разрядного регистра сдвига 7 на фиг.2в, для второго К -разрядного регистра сдви5 га - на фиг. 2 г и для сумматора 4 - на фиг. 2 д.

Таким образок, датчик сравнительно просто и надежно осуществляет логическую операцию преобразования информации

0 по любому из модулей и позволяет формировать псевдослучайные последовательности со скэлЕл угодно больщим числом ,швг1ей. Tt:M c.iMbiNf предлагаемое изоб- р тение обеспечивает более широкие функ-

5 циональныо возможности по сравнению с известными форктирователями псевдослучайных сигналов.

Формула и.3 обретения горого является выходом датчика, а входы соединены с первой группой выходов блока регисгров сдвига соогвегсгвен но, вгорая группа выходов которых подключена ко входам коммугагора, а первая входов - к первому выходу распределигеля импульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом коммутатора, а вход - с первым выходом генератора импульсов, отличающий с я тем, что.с целью расширения фушшионапы{ых Фоаможностей датчика за счетформирования многоуровневого псевдослучайного сигнала максимальной длины, он содержит первый и второй регистры сдвига, блок запрета, счетчик иблок сравнения, входы которого соединены с выходами коммутатора и первого регистра сдвига соответственно, а выход со счётным входом счетчика, с управляю .щим входом коммутатора и со входом сброс первого регистра сдвига, информационный вход которого соединен с третьим выходом распределителя импульсов, вход запрет - с первым входом блока запрета и с выходом счетаика, а тактснвый вход - со вторым выходом генератора импульсов и со входом блока запрета, выход которого соединен со входом запрет второго регистра сдвига, тактовый вход которого соединен со входом сброс счетчика и с первым выходомраспределителя импульсов, а выходы - со второй группой вхоДов блока регистров сдвига оответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 301834, тел. Н 03 К 3/82, 1969. 2,Авторское свидетельство СССР № 328442, кл..(306 F 1/О2, 1969. а

s Jl

п

Л44.

лмг L

л

/VL

п

JL

/L

JUUL

v JlnЛЛЛШlЛЛЛЛЛЛЛЛЛJ ШПЛrгAЛЛЛЛЛЛЛЛJ