Устройство для генерирования псевдослучайныхсигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.И.1969 (№ 1340775(18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 02.11.1972. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 26Х1.1972,Ч. Кл. 6 061 1(02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681 142 07(088 8) Авторы изобретения

О. П. Ситников и Ю. П. Сухарев

Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для генерирования псевдослучайных сигналов средствами цифро-аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для исследования систем автоматического управле- 5 ния, радиосистем и т. п.

Известные устройства для генерирования тссевдослучайны сипналов, содержащие двоичный счетчик на триггерах, сумматоры по модулю два, усилители постоянного тока, 10 кипп-реле и ключи, основаны на использовании сдвигающего регистра и сумматора по модулю два, вход которого подключают к двум разрядам сдвигающего ригистра, а выходной сигнал подают на вход сдвигающего 15 регистра.

Предлагаемое устройство предназначено для генерирования псевдослучайных сигналов с равномерным широким дискретным спектром в низкочастотной части их частотных ха- 20 рактеристик. Такие сигналы получаются с помощью одноразрядных сумматоров по модулю два с тремя входами, соединенными с триггерами двоичного счетчика, на вход которого подаются импульсы с некоторой фикси- 25 рованной частотой. При этом один вход сумматора по модулю два подключают к триггеру младшего разряда, а два других — к двум соседним триггерам пз числа более старших разрядов счетчика. Число сигналов, которые 30 могут быть таким образом получены от л,-разрядного двоичного счетчика, равно (n — 2) .

Все сигналы суммируются на аналоговом суммирующем устройстве с весами, убывающими по двоичному закону от старших разрядов к младшим. Для этой цели могут использоваться, в частности, известные схемы линейных преобразователей «код-напряжение».

В полученном сигнале наблюдается резкий подъем частотной характеристики в районе частоты переключения младшего разряда.

Для формирования псевдослучайного сигнала, состоящего из равных по амплитуде гармоник, необходимо скомпенсировать подъем частотной характеристики с помощью фильтра низкой частоты, наиболее эффективно в качестве которого используется активный фильтр последовательностей низкой частоты. Применение такого фильтра благоприятно также и тем, что для управления им можно использовать двоичныи счетчик, в результате чего частота среза фильтра оказывается кратной частоте внешнего генератора импульсов. Таким образом, генерируемый спектр всевдошуMB в QTIlo сительных частотах не изменяется при изменении частоты задающего генератора и его можно смещать по желанию в широком диапазоне частот, изменяя входную частоту.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; »а фиг. 2 — графи328442

Зо

60 ки сигналов, действующих в различных точках схемы.

Приняты следующие обозначения: счетный вход 1 двоичного счетчика; триггеры 2 двоичного счетчика; сумматоры 8 по модулю д ва значений двух младших разрядов двоичного счетчика; сумматоры 4 по модулю два; ключевые схемы б, 6; операционные усилители 7, 8 .постоянного тока; кипп- реле 9, 10; ключевые схемы 11, 12; конденсаторы И, 14.

Устройство работает следующим образом, Внешний сигнал в виде импульсов постоянной частоты поступает на вход 1 и-разрядного счетчика, состоящего из триггеров 2, к выходам которых подключены сумматоры

8 и 4,по модулю два. В сумматоре 8 получается сумма по модулю два от значений двух младших разрядов двоичного счетчика.

Результат суммирования используется, с одной стороны, для получения суммы по модулю два от трех младших разрядов и, с другой,— для управления работой фильтра последовательностей низкой частоты. Уровнями напряжения, получаемых с выходов сумматоров 4, управляются ключи 5, б, на вторые входы которых подаются постоянные напряжения положительной и отрицательной полярности.

При этосом ключи, схемы 5 открыты (проводят), котда сумма, получаемая в сумматорах 4, равна О, а ключ схемы б — в случаях, когда сумма равна 1.

Напряжение, получаемое с выходов ключей схем б и б, суммируется на входе операционного усилителя 7 с весом, убывающим по двоичному закону от старших разрядов к младшим. Эта часть схемы по существу представляет линейный преобразователь кода, записанного в сумматорах 4,,в напряжение в суммирующей точке б операционного усилителя 7. Операционные усилители 7 и 8 совместно с управляющими их работой двумя кип п-реле 9, 10 и д вумя ключевыми схемами

11, 12 образуют фильтр пследовательностей низкой частоты.

Управление работой фильтра осуществляется сигналом с выхода сумматора 8, частота переключений которого равна частоте переключений второ го триггера со стороны младших разрядов, а моменты переключений смещены на четверть, периода.

Фильтр последовательностей низкой частоты работает следующим образом.

Операционный усилитель 7, охваченный обратной с вязью через конденсатор 18, большую часть времени работает в интегрирующем режиме. Интегрирование, прекращается только на время, когда открыт (проводит) ключ схемы 12. В этот момент конденсатор И разряжается через ключ, и на,выходе интегратора усилителя 7 у станавли вается на пряжение, равное нулю. После закрывания ключа схемы 12 усилитель снова переходит B интегрирующий режим.

Операционный усилитель 8 работает в режиме запоминания, постоянного напряжения. ключ CXeiGbI 11 iIIpH 3TOM кнут и входная цепь усилителя отключена от схемы. В момент замыкания ключа схемы 11 усилитель 8 оказывается в режиме, близком к масштабу, конденсатор 14 перезаряжается, и на нем устанавливается на пряжение, пропорциональное напряжению, имеющемуся в данный момент на,выходе операционного усилителя 7. При размыкании ключа схемы 11 напряжение на конденсаторе 14 запоминается на время, равное периоду младшего разряда счетчика.

Таким образом, при каждом изменении состояния сумматора 8 последовательно срабатывают кип п-реле 9, 10, которые,на соответствующее время открывают ключи схем 11, 12. Благодаря этому происходит передача напряжения с выхода операционного усилителя

7 для запоминания в операционный усилитель 8 и затем устанавливаются нулевые начальные условия для следующего цикла интегрирования в операционном усилителе 7.

Напряжение, получаемое на выходе операционного усилителя 8, представляет собой генерируемый псевдослучайный сигнал.

Предмет изобретения

Устройство для генерирования псевдослучайных сигналов, содержащее двоичный счетчик на триггерах, сумматоры по модулю два, усилители постоянного тока, ки пп-реле и ключи, отличающееся тем, что, с целью генерирования сигналов с равномерным широким дискретным спектром, один вход каждого сумматора по модулю два соединен с выходом трипгера младшего разряда счетчика, а два других входа соединены с .выходами тригreipов двух старших разрядов счетчика, выходы сумматоров по модулю два соединены со входами cîîòiâåòñòâóþùèõ ключей, другие входы которых подключены к соответствующему источнику, постоянного напряжения, а выходы, подключены ко входу первого операционного усилителя, в цепь обратной связи которого включен ключ, управляющий вход которого соединен с выходом первого киппреле, вход которого объединен со входом второго кипп-реле и подключен к управляющему входу другого ключа, включенного во. входную цепь второго операционного усилителя, другой вход второго кипп-реле подключен к сумматору по модулю два, соединенному с выходами триггеров двух младших разрядов двоичного счетчика.

328442

Фиг. 1

Фиг Р

Составитель Э. Сечина

Техред 3. Тараненко

Редактор А. Батыгин

Корректор Т. Китаева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1812/4 Изд. № 772 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5