Генератор шума Советский патент 1981 года по МПК H03B29/00 

(54) ГЕНЕРАТОР ШУМА

Изобретение относится к радиотехнике и моделирующей технике и может быть использовано при исследовании помехоустойчивости ультразвуковых систем. Известен генератор шума, содержащий первичный источник шума, выход которого через параллельно включенны квадратурные каналы, казкдый из которых состоит из последовательно соеди ненных первого модулятора, фильтра нижних частот и второго модулятора, соединен с входами сумматора, выход которого является выходом генератора шума, генератор опорной частоты, выходы которого подключены к другим входам первых модуляторов, а также последовательно.соединенные фазовый дискриминатор, переключатель, тригге и коммутатор, выходы которого подклю чены к другим входам вторых модулято ров D Однако известный генератор шума имеет ограниченную возможность регулировки степени асимметрии спектра, так как мгновенная частота случайного колебания сравнивается с частотой опорного генератора, т.е. де рмация ос уществляется всегда относительно средней частоты исходного узкополосНОГ4 шума. Цель изобретения - расширение диапазона плавной регулировки несимметричной формы спектра шума и увеличение стабильности установленной несимметричной формы спектра шума при изменении его средней частоты. Для этого в генератор шума, содержащий первичный источник шума, выход которого через параллельно включенные квадратурные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого модулятора, фильтра нижних частот и второго модулятора, соединен с входами сумматора, выход которого является выходом гене ратора шума, генератор опорной частоты, выходы которого подключены к другим входам первых модуляторов, а также последовательно соединенные фазовый дискриминатор, переключатель, триггер и коммутатор, выходы которого подключены.к другим входам вторых модуляторов, мезвду выходом первичного источника шума и входами фазового дискриминатора введены два параллельно включенных дополнительных квадратурнык канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных дополнительного модулятора и дополнительного фильтра нижних частот, а также введены первый дополнительный генератор опорной частоты, выходы которого, подключены к другим входам дополнительных модуляторов, и второй до полнительный генератор опорной частоты, выходы которого подключены к сигнальным входам коммутатора. На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного генератора шума. Генератор шума соДержит первичный источник шума 1, первые модуляторы 2 и 3, фильтры нижних частот 4 и 5, вуорые модуляторы 6 и 7, сумматор 8, генератор 9 опорной частоты, коммутатор 10, триггер II, переключатель 12 фазовый дискриминатор 13, дополнительные модуляторы 14 и 15, дополнительные фильтры нижних частот 16 и J7, первый дополнительньй генератор 18 опорной частоты и второй дополнительньй генератор 19 опорной ча тоты. Генератор шума работает следующим образом. Сигнал с первичного источника шума 1 подается на входы обоих каналов в которых с помощью первых модуляторов 2 и 3, фильтров нижних частот 4 и 5 и генератора 9 опорной частоты осуществляется первое преобразование сигналов - перенос спектра широкополосного шума, лежащего в окрестнос ти частоты генератора 9, в область нулевых частот. Преобразованные сигналы далее поступают на входы вторых модуляторов и 7, в которых осуществляется второе преобразование сигналов - перенос спектра из области нулевых частот в область опорной частоты дрполнител ного генератора 19. Одновременно сйг ;нап с первичного источника шума I подается на входы дополнительных ква ратурных каналов, в которых с помощь модуляторов 14 и 15, фильтров нижних 84 частот 16 и 17 и дополнительного генератора 18 опорной частоты также осуществляется преобразование сигналов - перенос спектра широкополосного шума, лежащего в окрестности частоты дополнительного генератора 18, в область нулевых частот. Если переключатель. 12 находится в нейтральном положении, то на выходе сумматора 8 после сложения квадратурных составляющих получают симметричный спектр узкополосного шума с полосой, равной удвоенной полосе пропускания фильтров нижних частот 4 и 5, и .средней частотой, равной опорной частоте дополнительного генератора 19. Форма огибающей определяется, амплитудно-частотной характеристикой фильтров нижних частот 4 и 5. Для получения несимметричного спектра узкополосного шума переключатель 12 устанавливается в одно из рабочих положений. Пусть переключатель 12 установлен в такое положение, что сигналы с выхода фазового дискриминатора 13 устанавливают триггер 1I и связанный с ним коммутатор 10 в состояние, при . котором мгновенная частота сигнала на выходе генератора шума расположена по отношению к частоте дополнительного генератора 19 так же, как и мгновенная частота сигнала с первичного источника шума 1 расположена по отношению к частоте генератора 9, если мгновенная частота сигнала с первичного источника щума 1 меньше частоты дополнительного генератора 18. Когда мгновенная частота с первичного источника шума 1 будет больше частоты дополнительного генератора 18,изменяется фазовое соотношение между сигналами на выходах фильтров нижних частот 16 и 17, фазовый дискриминатор 13 вырабатывает сигнал, при котором триггер 11 и коммутатор 10 устанавливаются в противоположное состояние. В результате мгновенная частота сигнала на выходе генератора щума располагается относительно частоты дополнительного генератора 19 зеркально по сравнению с расположением мгновенной частоты сигнала с первичного источника шума 1 по отношению к частоте генератора 9. Таким образом, происходит уплотнение спектра в области частот меньше частоты дополнительного генератора 18 и разряжение спектра в противоположной области, в результате 5 чего получается несимметричк121й спектр шума. Изменяя частоту дополнительного генератора 18 относительно частоты ге нератора 9, можно изменять форму несимметричного спектра шума. При установке переключателя 12 s противополож ное положение деформация спектра буде обратной. Преимущество пр едлагаемого генератора .шума заключается в том, что имеется возможность регулировки формы не симметричного спектра шума на выходе генератора шума, причем форма спектра сохраняется неизменной при изменении его средней частоты. Кроме того, в предлагаемом генераторе шума неравномерность спектральной плотности первичного источника шума не оказывает влияния на уровень выходного шума при изменении его частоты, так как ге нератор 9 }1астраивается на фиксированную частоту, а смещение средней частоты спектра шума на выходе генератора шума осуществляется за счет изменения частоты генератора 19. Формула изобретения Генератор шума, содержащий первичный источник шума, выход которого через параллельно включенные квадратурные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого модулятора, фильтра нижних частот и второго модулятора, соединен с вхо8дами сумматора, выход которого является выходом генератора шума, генератор опорной частоты, выходы которого подключены к другим входам первых модуляторов, а также последовательно соединенные фазовый дискриминатор, переключатель, триггер и коммутатор, выходы которого подключены к другим входам вторых модуляторов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона плавной регулировки несимметричной формы спектра шума и увеличения стабильности установленной несимметричной формы спектра шума при изменении его средней частоты, между выходом первичного источника шума и входами фазового дискриминатора введены параллельно включенных дополнительных квадратурных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных дополнительного модулятора и дополнительного фильтра нижних частот, а также введены первый дополнительный генератор опорной частоты, выходы которого подключены к другим входам .дополнительных модуляторов, и второй дополнительный генератор опорной частоты,выходы которого подключены к сигнальным входам коммутатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2746262/18-09, кл. Н 03 В 29/00, 04.04.79 (прототип).