Генератор случайных импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/84 

(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области ядерной радиометрии и может использоваться при настройке и испытании многоканальных радиометрических интенсиметров при помощи генераторов случайных импульсов с распределением интервалов между импульсами, близким к экспоненциальному в диапазоне времен th Ч4, - величина мертвого времени генератора случайных импульсов; tiHAKe -максимальное значение интервала между импульсами, неминимальным квантом At изменения выходных интервалов в диапазоне времен tw равным t,,(1) где1„- время переключения элементов входной цепи испытываемого устррйства. К . При этих условиях поток с генератора случайных импульсов оказывает такое же воздействие на интенсиметр, как и реальный поток импульсов с детектора радиоактивного излучения, и может быть использован в качестве эффективной его замены. Известен генератор случайных импульсов 1, содержащий первичный источник щума, соединенный через щирокополосный усилитель со входами двух элементов сравнения, выходы которых через формирующие устройства соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства. Элементы сравнения имеют равные по величине и противоположные по знаку уровни срабатывания, изменением которых производится регулировка интенсивности. Такое устройство, хотя и имеет непрерывное распределение интервалов в диапазоне времён tM- -tmiK, и для него At 0, но его существенным недостатком является нелинейность управления интенсивностью следования выходных импульсов и сложность получения потоков с большой интенсивностью. Известен также генератор случайных импульсов 2, который по своей технической сущности и совокупности существенных признаков наиболее близок к предлагаемому устройству. Этот генератор содержит 11-и и 20-и разрядные сдвиговые регистры М-последовательности, элемент И и группу из 8 сумматоров по модулю 2, выходи которых подключены ко входам элемента И, а входы каждого из сумматоров подключены к вы.ходам 8 разрядов первого и второго регистров. Входы синхронизации регистров подключены к выходу генератора синхроимпульсов, а выход элемента И является выходом устройства.

Известный генератор создает детерминированный поток псевдослучайных импульсов с минимальным квантом изменения выходных интервалов At, равным периоду синхронизации Т. Минимальное значение At, соответствующее максимальной интенсивности следования импульсов, определяется быстродействием всех элементов генератора и может быть принято равным

М Гс (2 --4)1„(2)

гдеЬп-время переключения всех элементов генератора.

Недостатком известного генератора является то, что в соответствии с выражением (1) детерминированностью выходного потока такого генератора можно пренебречь только лишь в области больших интенсивностей. Однако и для этого все его элементы должны иметь быстродействие во много раз выше, чем элементы проверяемого устройства. Это приводит к значительному усложнению и удорожанию устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, а именно: исключение влияния детерминирова}шости выходных сигналов генератора в широком диапазоне изменения интенсивности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор синхроимпульсов, г сумматоров по модулю 2, первый и второй сдвиговые регистры М-последовательностей с некратными числами разрядов, входы синхронизации которых объединены между собой, « разрядных выходов первого и второго сдвиговых регистров соединены попарно со входами каждого из сумматоров, выходы (п-т} последних соединены с соответствующими (п -т входами основного элемента И, непосредственно введены дополнительный третий сдвиговый регистр Ж-последовательности с числом разрядов, некратным числам разрядов первых двух сдвиговых регистров, блок задания интенсивности, счетчик, элемент сравнения, дополнительный элемент .И, D-триггер, m элементов ИЛИ и сЬормирователь, таким образом, что выходы остальных m сумматоров через соответствующие и элементы ИЛИ соединены с остальными т входами основного элемента И, а вторые входы каждого из т элементов ИЛИ соединены с выходами блока задания интенсивности, при этом выход генератора синхронизации через счетчик соединен со входами синхронизации всех сдвиговых регистров и с первым входом D-триггера, второй вход которого соединен с выходом основного элемента И, а выход соединен с первым входом дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, одна группа входов которого соединена соответствующими выходами разрядов счетчика, другая группа входов соединена с выходами разрядов дополнительного сдвигового регистра, причем выход дополнительного элемента И соединен со входом формирователя.

Ка фиг. I представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма импульсов.

Предлагаемое устройство содержит сдвиговые регистры М-последовательности 1, 2, 3 с некратными числами разрядов, (п-гп) разрядных выходов сдвиговых регистров i и 2 соединены попарно с соответствующими входами сумматоров -4 по модулю 2.

j Выходы (и-/37/ сумматоров 4 соединены соответствующими входами элемента И 5. Другие т разрядных выходов сдвиговых регистров 1 и 2 соединены попарно с соответствующими входами каждого из сумматоров 6 по модулю 2. Выходы сумматоров 6

S через т эле.ментов ИЛИ 7 соединены соответствующими входами элемента И 5. Вторые входы каждого из т элементов ИЛИ 7 соединены с соответств тощими выходами блока задания интенсивности 8. Выход элеJ ментов И 5 соединен со входом D-триггера 9 вход которого соединен со входами синхронизации сдвиговых регистров 1, 2, 3 и через счетчик 10 с выходом генератора синхроимпульсов 1 с октавным изменением частоты. Разрядные выходы счетчика 10 соеди0 вены с одной группой входов элемента сравнения 12, ,1ру|-ая группа входов которого соединена с разрядными выходами сдвигового регистра 3. Выход элемента сравнения 12 соединен с одним входом элемента И 13, другой вход которого соединен с выходом С-триггера 9. Выход эле.ментов И 13 соединен со входом формирователя 14, выход которого соединен с выходной шиной 15 генератора случ айны X и м пульсов.

tj Быстродействие элементов 3, 9, 10... 14 определяются требуемс(й величиной At,

Быстродействие остальных элементов может быть неньще в К раз, где К - коэффициент пересчета счетчика 10.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы генератора II синхроимпульсов (фиг. 2; а) с октавным изгленением частоты, пересчитанные счетчиком 10, осуществляют синхронизсцию сдвиговых регистров 1, 2, 3 и D-триггера 9 (фиг. 2, 6}

g (.(-то) разрядов сдвиговых регистров 1 и 2 сравниваются попарно с помощью сумматоров 4 по модулю 2 и элел5ента И 5. Другие л разрядов сдвиговых регистров 1 и 2 сравниваются попарно с помощьюй сумматоров 6 ПС модулю 2. Информация с выхода m сумматоров 6 по модулю 2 поступает на входы

элементов И 5 через m элементов ИЛИ 7.

Информаци5{ с выхода элемента И 5

(фиг. 2, в) задерживается и формируется

р-триггером 9, на выходе которого образуется псевдослучайная последовательность логических «О и «1 {фиг. 2, г), причем интенсивность следования последних определяется числом элементов ИЛИ 7, на входы которых с блока задания интенсивности 8 подан логический «О. Элемент сравнения 12 осуществляет сравнение линейно увеличивающегося содержимого счетчика 10 (фиг. 2, д) со случайным числом, задаваемым сдвиговым регистром 3 (фиг. 2, е) и выдает на выходе в момент равенства этих чисел логическую «1, которая, поступая на вход элемента И 13 (фиг. 2, ж) выражает на ее выходе логическую 1, если в данное время D-триггер 9 находится в единичном состоянии. Импульсы с выхода элемента И 13, сформированные по длительности до требуемой величины формирователем 14, поступают на выходную щину генератора 15 (фиг. 2,з). Главное изменение интенсивности осуществляется регулировкой частоты генератора синхроимпульсов 11 в пределах одной октавы, а дискретное изменение интенсивности осуществляется блоком задания интенсивности 8 путем изменения числа логических нулей на входах элементов ИЛИ 7. Общий диапазон q изменения интенсивности составляет При изменении кванта At от ДО 2AtMw, Использование новых узлов в предложенном изобретении в их связи с известными узлами выгодно отличает предлагаемый генератор от известного генератора, выбранного за прототип, так как позволяет исключить влияние детерминированности выходных сигналов в щироком диапазоне изменения интенсивности следования выходных импульсов вследствие уменьщения величины кванта изменения интервалов между выходными импульсами. Это достигается путем его дополнительного разбиения при одновременном упрощении устройства вследствие уменьщения числа быстродействующих элементов, необходимых для получения требуемой малой величины кванта изменения интервала между выходными импульсами. Кроме того, в предложенном генераторе диапазон изменения интенсивностей следования выходных импульсов может бытЬ расщирен при сохранении величины кванта изменения длительности выходных интервалов простым увеличением объема m группы сумматоров по модулю 2, элементов ИЛИ и числа разрядов первого и второго сдвиговых регистров, выполненных на базе микросхем с низким быстродействием и больщой степенью интеграции. Например, при m 14 И соответствующем увеличении числа разрядов первого и второго сдвиговых регистров генератор имеет диапазон изменения выходной интенсивности (15 -н5 -10) имп/с при величине кванта изменения выходного интервала не более 20 не, что позволяет использовать известное устройство для эффективной проверки интенсиметров. Формула изобретения Генератор случайных импульсов, содержащий генератор синхроимпульсов, п сумматоров по г-юдулю 2, первый и второй сдвиговые регистры М-последовательностей с некратными числами разрядов, входы синхронизации которых объединены между собой, а п - разрядных выходов первого и второго сдвиговых регистров соединены попарно со входами каждого из сумматоров, выходы (п -т) последних соединены с соответствующими (п-т) входами основного элемента И, непосредственно отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства, в него введены дополнительный третий сдвиговый регистр М-последовательности с числом разрядов, некратным числам разрядов первых двух сдвиговых регистров, блок задания интенсивности, счетчик, элемент сравнения, дополнительный элемент И, D-триггер, п элементов ИЛИ и формирователь, таким образом, что выходы остальных т сумматоров через соответствующие т элементов ИЛИ соединены с остальными ивходами основного элемента И, а вторые входы каждого из т элементов ИЛИ соединены с выходами блока задания интенсивности, при этом выход генератора синхронизации через счетчик соединен с входами синхронизации всех сдвиговых регистров и с первым входом D -триггера, второй вход которого соединен с выходом основного элемента И, а выход соединен с первым входом дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, одна группа входов которого соединена с соответствующими выходами разрядов счетчика, другая группа входов соединена с выходами разрядов дополнительного сдвигового регистра, причем выход дополнительного элемента И соединен со входом формирователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 273536, кл. Н 03 К 3/64, 1969. 2.«Electronic Engeneering, 1977, 49, № 591, с. 21-23.

L

п

ч.

«So

15

П

со

Чз

РО