Генератор случайных сигналов Советский патент 1979 года по МПК H03B29/00 

(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано при моделировании .систем передачи информации и автоматического регулиро вания, .при измерении коэффициента различных устройств и их калиб ровке, при исследовании помехоустой чивости различных систем и т.п. Известен генератор случайных сигналов f вьшолненный на туннельном диоде, включенном в одну из ветвей .LC-колебательного контура 1. : Однако этот генератор случайных сигналов .имеет недостаточно высокую .стабильность среднего значения ампл .туды выходных случайных сигналов. Цель изобретения - повышение ста бильности среднего значения амплит ды выходных сл чайных сигналов. Для этого в генератор случайных сигналов, выполненный на туннельном диоде, вклю1еннсм в одну из ветвей LC-колебательного контура, между LC-колебательным контуром и общей шиной введен усилитель с выходной катушкой индукТИБности, которая индуктивно связана с катушкой ин.дуктивности LC-колебательного контура . На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного генератора случайных сигналов; на фиг,2 - вольт-амперная характеристика туннельного диода. Генератор сльчайных сигналов содержит туннельный диод 1, ЬС-колебательный контур, состоящий из катушки 2 индуктивности и конденсатора 3 , усилитель 4 о выходной катушкой 5 индуктивности, выходы б и 7. Генератор работает следующим образом. Усилитель 4 с положительной обратной связью вносит отрицательное сопротивление в LC-колебательный контур, в результате чего в последнем обеспечивается режим мягкого самовозбуждения и возникают на.раотающие колебания. При этом туннельный диод 1 работает в режиме, определяемом участком аЬ его вольт-амперной характеристики (см.фиг.2), его дифференциальное сопротивление мало, поэтому амплитуда колебаний на выходе б гораздо больше амплитуды колебаний на выходе 7. Линейный режим работы усилителя 4 обеспечивает рост ампли.туды колебаний в LC-колебательном контуре по экспоненте, аарастание к oji еб а 11 и и п роис х од и т до т ех пор, пока мгновенное значение тока через катушку индуктивности 2 Eie достигнет величины которой происходит переключение туннельного диода 1 с участка аЬ вольт-амперной |ха рак те рис тик и на участок cd. Фаза колебания в момент переключения тун нельЕ5ого /диода 1 определяет величин напряженности на выходе 6, В следую щий за переключение 1 туннельного диода 1 интервал времени, меньший четверти периода колебаний в LC-колебательном контуре, ток через кату 2 индуктивности уменьшается до величины Ij , при которой происходит переключение туннельного диода 1 на участок аЬ вольт-амперной характеристики. Поскольку мал интервал времени, в течение которого рабочая точка туннельного диода I находится на участке cd вольт-амперной характеристики, на выходе 7 формируется импульсное напряжение, а напряжение на выходе б существенно не меняется и практически равно величине, котор была в мсмент переключения туннельного диода 1 с участка аЬ на участо cd вольт-амперной характеристики. Далее в LC-колебательном контуре снова происходит нарастающий колебательный процесс, причем начальна амплитуда колебаний в этом цикле зависит не от начальной амплитуды колебаний в предыдущем цикле, а от напряжения на выходе б, которое определяется фазой колебания в момент переключениятуннельного дио да 1 с участка аЬ на участок cd вол амперной характеристики. Поскольку фаза колебаний в момен переключения является случайной величиной, то и начальная амплиту7 а колебаний в цикле является случайной. С другой стороны, началь ная амплитуда колебаний определяет длительность колебательного процесса в цикле. Из-за случайности начальной амплитуды колебаний их длительности некоррелированы между собой.5 Все это приводит к тому, что на выходе б формируется случайный узкополосный сигнал (частота его близка к частоте LC-колебательного контура) в виде некоррелированных цугов колебаний, а на выходе 7 фор мируется связанная с сигналом на выходе; 6 последовательность импульсов с постоянной амплитудой, onj; деляемой характеристикой туннельного диода 1 и случайный интервалом между - Л1пульсами. Нестабильность параметров усилителя 4 оказывает влияние на параметры каждого цуга в отдельности, но не влияет на взаимную корреляцию цугов, потсму. что начальная амплитуда в каждом цуге определяется только моментом, когда ток через катушку индуктивности 2 достигает величины 1(3 . По этой же причине У1сазанная нестабильность не влияет на статические параметры генерируемого сигнала и флуктуации параметров туннельного диода 1, которые могут в ызвать изменения величины l. Мощность генерируемых сигналов определяется активным диапазоном источника энергии - усилителя 4: чем мощнее усилитель 4, тем больше генерируемая мощность и, соответственно, тем меньше усилительных каскадов требуется в генераторе. Предложенный генератор позволяет генерировать случайные сигналы двух видов Он прост, интенсивность генерируемрзК сигналов не зависит от частоты контура, что позволяет перестраивать частоту в широких пределах, Кроме того, отсутствует необходимость настройки схемы при замене в генераторе источника энергии или нелинейного элемента, поскольку статические характеристики сигнала практически не зависят от их параметров. Формула изобретения Генератор случайных сигналов, выполненный на туннельном диоде, включенном в одну из ветвей LC-колебательного контура, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности среднего значения амплитуды выходных случайных сигналов, между LC-колебательным контуром и общей шиной введен усилитель с выходной катушкой индуктивности, которая индуктивно связана с катушкой индуктивности LC-колебательного контура. Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе 1. Смирнов В.В. .Генераторы на туннельных диодах, М., Энергия, 1971, С.11, рис.5 (прототип).