Генератор последовательностей Голда Советский патент 1982 года по МПК H03K3/84 

(54) ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ГОЛДА

.1

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться, .например, в цифровой многоадресной радиосвязи.

Известен генератор последовательностей Голда, состоящий из первого и второго генераторов М-последовательностей и полусумматора по модулю два, первый и второй входы кэторого соединены с выходами первого и второго генераторов М-последовательностей, тактовые входы которых подключены к тактовому входу устройства 1.

Недостатком данного устройства является низкая устойчивость к воздействию аппаратурных помех. Это объясняется тем, что сбой в работе одного из генераторов М-последоватёльностей вызывает изменение формы генерируемой последовательности, так как разным значениям взаимного сдвига между одними и теми же М-последовательностями соответствуют различные последовательности Голда, слабо кор-релированные друг с другом. Поэтому сбой в работе известного устройства .приводит к необратимой потере связи. Кроме того, такое устройство рассчитано на формирование только одной формы последовательности Голда, устанавливаемой в начале работы.

10 Наиболее близким по технической сущности к предложенному является генератор последовательностей Голда, . содержащий первый и второй генераторы М-последовательностей, полусум5 матор по модулю два, блок сброса, блок сдвига, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго генераторов М-последовательностей, выход блока сброса соединен с установочным входом первого генератора М-последовательностей, выход которого подключен к первому входу полусумма395тора по модулю два, первый вход блока сдвига является управляющим входом устройства, выход полусумматора по модулю два является выходом устройства, выход блока сброса соединен с установочным входом второго генера тора М-последовательностей t2. Это устройство позволяет формировать произвольные последовательности Голда. Изменение формы последователь ности Голда обеспечивается блоком . сдвига, в котором нужная фаза М-последовательности образуется путем су мирования по модулю два сигналов, по ступающих с разноименных выходов вто рого генератора М-последовательностей. Однако это устройство обладает низкой помехоустойчивостью. Это объясняется тем, что через блоксброса производится только однократная установка начальных состояний первого и второго генераторов М-последовательностей, а следовательно, и сдвиг .начальных фаз между сигналами, поступающими на входы полусумматора по модулю два, который соответствует сигналу, поданному на управляющий вход устройства, и задает нужную форму последовательности Голда. Эта установка состояний производится только при включении устройства, а защита от воздействия аппаратурных помех в процессе работы отсутствует. Любой сбой в работе первого или второго генератора М-последовательностей приводит к изменению положения начальной фазы соответствующей этому генератору М-последовательности относительно начальной фазы последовательности, . формируемой другим генератором М-последовательности. Это приводит к изменению формы последовательности Голда на выходе устройства и ведет к необратимой потере связи. Восстановление связи в таком устройстве возмож но только путем его повторного включения. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости генератора последовательностей Голда при одновременном сохранении максимальной рабочей частоты. Поставленная цель достигается тем что в генератор последовательностей Голда,. содержащий первый и второй ге нераторы М-последовательностей, полу сумматор по модулю два, блок сброса, блок сдвига, генератор тактовых им14пульсов, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго генераторов М-последовательностей, выход блока сброса соединен с установочным входом первого генератора М-последовательностей, выход которого подключен к первому входу полусумматора по модулю два, первый вход блока сдвига подключен к шине управляющего сигнала, введены дешифратор и D-триггер, тактовый вход которого соединен с инверсным выходом генератора тактовых импульсов, управляющий вход соединен с выходом дешифратора, а выход D-триггера соединен с вторым входом блока.сдвига, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, причем выходы блока сдвига подключены к соответствующим разрядам второго генератора М-последовательностей,выход которого соединен с вторым входом полусумматора по модулю два, а входы дешифратора подключены к выходам соответствующих разрядов первого генератора М-последовательностей. Повышение помехоустойчивости предложенного генератора последовательностей Голда при одновременно сохранении максимальной рабочей частоты устройства достигается введением дополнительных дешифратора, D-триггера и новых связей между элементами устройства, которые обеспечивают периодическую коррекцию (синхронизацию) работы второго генератора М-последовательностей по первому генератору М-последовательностей. Такая периодическая коррекция автоматически вое- . стана вливает форму заданной последовательности Голда практически при любых сбоях в работе элементов устройства, а следовательно, и существенный выигрыш в помехоустойчивости, пропорциональный длине формируемой последовательности. Максимальная рабочая частота устройства сохраняется неизменной потому, что дополнительный D-триггер компенсирует задержку распространения сигнала в дешифраторе и формирует импульс синхронизации, не искажающий форму М-последовательности, генерируемой вторым генератором. На чертеже изображена функциональная схема генератора последовательностей Голда. Генератор последовательностей Голда содержит генераторы 1 и 2 М-по следовательностей (ГМП); полусумматор-3. по модулю два, блок 4 сброса, блок 5 сдвига, генератор 6 тактовых импульсов (ГТИ), дешифратор 7 и D-триг гер 8. На чертеже так же показаны шина 9 управляющего сигнала, выходная шина 10. В данном случае блок 5 сдвига выполнен на регистре сдвига и элементах И-НЕ. Генератор работает следующим обра зом. В исходном состоянии генератор вы ключен, генераторы 1 и 2 подготовлен для формирования заданных разных последовательностей М и М соответственно, длина которых одинакова и рав на 2 -1, где п - число триггеров в генераторах 1 и 2. На шину Э подан сигнал NQ, определяющий состояние, в которое должен устанавливаться генератор 2 сигналами с выходов блока 5 сдвига. При включении генератора на выход блока 4 сброса формируется импульс, устанавливающий генератор 1 в одно из состояний. Состояние 00...О является запрещенным. Затем генерато 1 начинает формировать последователь ность MJ под воздействием тактовых импульсов, поступающих с выхода гене ратора 6, например, по положительным фронтам этих импульсов. Состояние ге нератора 2 произвольно. При переходе генератора 1 в состояние (например 11...1) на выходе дешифрато ра 7 формируется логический уровень 1, который сохраняется в течение периода работы генератора 6. На этом интервале времени существует только один тактирующий фронт (положительный) импульсов на инверсном выходе генератора 6, который переводит 0-триггер 8 в состояние 1, который включает блок 5 сдвига с задержкой 43 выходах блока 5 сдвига появляется сл15дующий импульс с выхода генератора 6. По положительному фрон ту этого импульса генератор 2 устанавливается в требуемое состояние. Отрицательным фронтом этого импульса (следующим положительным фрон том на инверсном выходе генератора 6 D-триггер возвращается в исходное состояние. Блок 5 сдвига выключается, и гене ратор 2 начинает формировать последовательность М,2 с начальным состоянием, фиксированным относительно со1стояния (2 - 1) ) + + 1 или + 2 генератора 1. Привязка работы генератора 2 к конкретному состоянию (2 - 1) -t- I или {2 - 1) + 2 зависит от задержки С распространения сигнала в триггерах f генератора 1 дешифратора 7 -эл ,. . С- , где задержка распространения сигнала в базовом элементе выбранной серии логических микросхем. Сама же задержка привязки генератора 2 на целае число периодов работы генератора 6 легко учитывается изменением сигнала управления по шине 9. Последовательность, поступающая на шину 10 устройства после объединения в полусумматоре 3 по модулю два последовательностей М. и М, является последовательностью Голда. Через 2 - 1 периодов работы генераторов переходные процессы в элементах устройства повторяются. При этом коррекция генератора 1 не производится до выключения устройства. Импульсы на выходах блока 5 сдвига при устойчивой работе генераторов 1 и 2 не влияют на работу устройства, так как они только подтверждают ранее установленное состояние генератора 2, периодически повторяющееся через 2 - 1 периодов работы генератора 6. Сбои в работе триггеров генераторов 1 и 2, возникающие под воздействием внутрисхемных помех, помех по цепям питания и прочих аппаратурных помех, приводят к изменению начальных условий формирования последовательностей М . и М п и меняют их взаимное расположение и, следовательно, форму генерируемой последовательности Голда, однако после достижения генератором 1 состояния 1 требуемый закон формирования последовательности Голда (форма последовательности Голда) восстанавливается автоматически. Таким образом, в данном генераторе по сравнению с известным нарушение работы может наступить только при случайном переходе генератора 1 под воздействием помех в состояние 00.... в то время как нарушение работы в известном генераторе возникает при произвольном сбое в любом из генераторов М-последовательностей, Следовательно, введение дополнительных элементов и новых связей в предлагаемом устройстве позволяет сущест венно повысить его помехоустойчивость (не менее, чем в Q 2 раз). Уже при п 5 этот выигрыш составляет 10 раз. Кроме того, взаимная связь генераторов 1 и 2 через дешифратор,. D-триггер и блок сдвига в данном уст ройстве позволяет сохранить максимал ную рабочую частоту. Для этого доста точно выполнить условие 1Гт$ . учитывающее задержку сигнала Тдд на выходе rrVi относительно инверсного выхода и необходимость завершения переходных процессов в D-триггере к моменту появления имПульса на втором входе блока сдвига. Задержка распространения сигнала в блоке сдвига всегда может быть получена не более, чем задержка распространения сигнала в полусумматорах по модулю два, входящих в состав любого генератора М-последовательностей, и поэтому не влияет на максимальную рабочую частоту генерат ра 2, а условие (1) также определяет максимальную рабочую частоту генераторов 1 и 2 без цепей синхронизации Формула изобретения Генератор последовательностей Гол да, содержащий первый и второй генераторы М-последовательностей, полусумматор по модулю два, блсэк сброса, блок сдвига, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго генераторов М-последовательностей, выход блока сброса соединен с установочным входом первого генератора М-последовательностей, выход которого подключен к первому входу полусумматора по модулю два, первый вход блока сдвига подключен к шине управляющего сигнала, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при .одновременном сохранении максимальной рабочей частоты, в него введены дешифратор и D-триггер, тактовый вход которого соединен с инверсным выходом генератора тактовых импульсов, управляющий вход соединен с выходом дешифратора, а выход О-триггера соединен с вторым входом блока сдвига, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, причем выходы блока сдвига подключены к соответствующим разрядам второго генератора М-прследовательностей, выход которого соединен с вторым входом полусумматора по модулю два, а входы дешифратора подключены к выходам соответствующих разрядов первого генератора М-последовательностей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Диксон Р.К. Широкополюсные системы. М. Связь, 1977, с. 59. 2.Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. М. Связь, 1979, с. .