Генератор шума Советский патент 1981 года по МПК H03B29/00 

изобретение относится к радиотехнике и моделирующей технике и может быть использовано при исследовании помехоустойчивости ультразвуковых систем. Известен генератор шума, содержа щий первичный источник шума, выход которого через парсшлельно включенные квадратурные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого модулятора, филь ра нижних частот и второго модулятора, соединен со входом сумматора, выход которого является выходом гене ратора шума, генератор опорной частоты, выходы которого подключены к другим входам первых .модуляторов, последовательно соединенные триггер и коммутатор, при этом выходы генератора опорной частоты через коммутатор подключены соответствежно к другим входам вторых модуляторов, и переключатель, а также блок выделения нуля и блок сравнения временных интервалов 1. Недостаток известного генератора шума заключается в том, что он обес печивает стабильную форму асимметрич ного спектра шума только при фиксиро вании средней частоты. Для получени неизменной формы асимметричного спектра шума при изменении его средней частоты, определяемой частотой опорного генератора, в известном генераторе шума необходимо было бы изменять величину задержки в блоке времеиной задержки синхронно с изменением частоты опорного генератора, что связано со значительным усложнением схеки. Цель изобретения - увеличение стабильности форквл асимметричного спектра шума при изменении его средней частоты. Указанная цель достигается тем, что в генератор шума, содержащий первичный источник-шума, выход которого через параллельно включенные квадратурные каналы,каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого кюдулятора, фильтра нижних, частот и второго модулятора, соединен со входами сумматора, выход которого является входом генератора шума, генератор опорной частоты, выходы которого подключены к другим входам первых модуляторов непосредственно, а вторых моделяторов - через коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, и переключатель, введен фазовый дискриминатор, входы которого подключены к выходам фильтров нижних частот, а выходы через контакты переключателя - ко входам триггера. На чертеже представлена структур ная электрическая схема генератора шума. Генератор шума содержит первичны источник шума 1,первые модуляторы 2 и 3,фильтры нижних частот 4 и 5,вто рые модуляторы 6 и 7,сумматор 8,ген ратор опорной частоты 9,коммутатор триггер 11, переключатель 12 и фазо вый дискриминатор 13. Устройство работает следующим об разом.. Сигнал с первичного источника шу ма 1 подается на входы обоих каналов, в которых с помощью первых мод ляторов 2 и 3, фильтров нижних частот 4 и 5 и генератора 9 опорной час тоты осуществляется первое преобразование сигнала - перенос спектра широкополосного шума в область нуле вых частот. Преобразованные сигналы далее поступают на входы вторых модуляторов 6 и 7, в которых осуществ ляется второе преобразование сигналов-перенос спектра из области нулевых частот в область опорной частоты генератора 9. Если переключатель 12 находится в нейтральном положении, то на выходе сумматора 8 п ле сложения квадратурных составляющих получают симметричный спектр уз копопосного шума, с полосой, равной удвоенной полосе пропускания фильтров нижних частот 4.и 5 и средней частотой, равной опорной частоте ге нератора 9. Форма огибающей спектра определяется амплитудно-частотной характеристикой фильтров нижних час тот 4 и 5. Для получения асимметричного спе ра узкополосного шума используются следующие свойства двухканального квадратурного фильтра. Фазовые соотношения между сигналами на выходах фильтров нижних частот 4 и 5 зависят от соотношения меж ду частотой опорного генератора 9 и мгновенной частотой сигнала, посту,пающего на первые модуляторы 2 и 3 с первичного источника шума 1. Пусть с первичного источника шума 1 подается сигнал Uc Uc Coswtt, а опорные напряжения с генератора 9 имеют вид Urj r-cosWrt Ura r-c-osfwrt -y)На выходах первых модуляторов 2 и 3 будут напряжения Ui- DC Ur KilcoslWr.t - Wrt KcosCwct 1-wrt) l 3ll ci r jlcos(« t-vc t-f)( ) , где К J и К - коэффициенты передачи модуляторов 2 и 3. Фильтры нижних частот 4 и 5 пропускают только сигналы разностной частоты, имеющие на их выходах вид исигК1С05(с1 - Wrt ) H ,. - b, у При c) t, , r, (5 - i Uci-r K costsvct -Wrt --i); npHu;c r( (u5 UcUrKiCOilWrt-Wet-I--I) Таким образом, при wc w напряжение Uy отстает от U на $ ,..a npHwt W|. напряжение Vy опережает ,U/) на-J . При одних и тех же фазовых соотношениях между сигналами на выходах фильтров нижних частот 4 и 5 частоту выходного сигнала можно установить как больше, так и меньше опорной частоты генератора 9.путем коммутации коммутатором 10 опорных напряжений, подаваемых на вторые модуляторы 6 и 7. Для получения асимметричного спектра узкополосного шума преобразователь 12устанавливается в одно из рабочих положений. Пость переключатель 12 установлен в такое положение, что сигналы с выхода фазового дискриминатора 13 устанавливают триггер 11 и связанный с ним коммутатор 10 в состояние, при котором мгновенная частота сигнала на выходе генератора шума оказывается меньше частоты опорного генератора 9, а мгновенная частота с первичного источника шума 1 также меньше частоты опорного генератора 9. Когда мгновенная частота с первичного источника шума 1 больше частоты опорного генератора 9, фазовое соотношение между сигналами на выходах фильтров нижних частот 4 и 5 изменяется и фазовый дискриминатор 13формирует сигнал, при котором триггер 11 и коммутатор 10 устанавливаются в противоположное состояние. В результате мгновенная частота сигнала la выходе генератора шума становится меньше опорной частоты генератора 9. . Таким образом, происходит уплотнение спектра в области частот меньше частоты опорного генератора 9, и разрежение спектра в противоположной области, в результате чего и получается симметричный спектр шума. При установке переключателя 12 в противоположное положение деформгщии спектра будет обратной. Преимущество предлагаемого генератора шума заключается в тс5м, что форма асимметричного спектра шума на выходе генератора не зависит от частоты опорного генератора и.следовательно, имеется возможность перестройки средней частоты спектра в широких пределах без изменения его формы. Формула изобретения Генератор шума, содержащий первичный источник шума, выход которого через параллельно включенные квадратурные каналы, каждый из которых сое тоит из последовательно соединенных первого модулятораг фильтра нижних частот и второго модулятора, соедине со входами сумматора, выход которого является выходом генератора шума, ге нератор опорной частоты, выходы которого подключены к другим входам первых модуляторов непосредственно,а вторых модуляторов-через коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, и переключатель, от ичающийся тем, что, с целью увеличения стабильности формы асимметричного спектра шума при изменении его средней частоты, введен фазовый дискриминатор, выходы которого подключены к выходам фильтров нижних частот, а выходы через контакты переключателя - ко входам триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ijo заявке № 2583229/18-09, кл. Н 03 В 29/00, 1978 (прототип).