RU2307451C1 - Device and method for generation of chaotic signal with constant amplitude - Google Patents
Device and method for generation of chaotic signal with constant amplitude Download PDFInfo
- Publication number
- RU2307451C1 RU2307451C1 RU2006120279/09A RU2006120279A RU2307451C1 RU 2307451 C1 RU2307451 C1 RU 2307451C1 RU 2006120279/09 A RU2006120279/09 A RU 2006120279/09A RU 2006120279 A RU2006120279 A RU 2006120279A RU 2307451 C1 RU2307451 C1 RU 2307451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- chaotic
- amplitude
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/001—Modulated-carrier systems using chaotic signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
- H04B1/71632—Signal aspects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
- H04B1/717—Pulse-related aspects
- H04B1/7174—Pulse generation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
- H04L5/02—Channels characterised by the type of signal
- H04L5/023—Multiplexing of multicarrier modulation signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиоэлектротехники, а более конкретно к устройствам и способам генерации хаотического сигнала, и может использоваться при конструировании приемопередающих устройств.The invention relates to the field of radio engineering, and more particularly to devices and methods for generating a chaotic signal, and can be used in the design of transceiver devices.
Генераторы хаотических сигналов, часто называемые в специальной литературе генераторами шума или генераторами шумовых сигналов, довольно широко применяются в телекоммуникационных системах, поскольку, в большинстве случаев, совокупность и форма импульсов хаотического сигнала являются носителями информации (см., например, патент РФ №2185032 [1], патент США №5,661,750 [2]). Основными недостатками известных аналогов являются, в частности, высокая энергоемкость и крупные габариты.Chaotic signal generators, often referred to in the literature as noise generators or noise signal generators, are quite widely used in telecommunication systems, since, in most cases, the combination and shape of chaotic signal pulses are information carriers (see, for example, RF patent No. 2185032 [1 ], US patent No. 5,661,750 [2]). The main disadvantages of the known analogues are, in particular, high energy intensity and large dimensions.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является конструкция генератора хаоса, описанного в опубликованной заявке РФ №2003134263 [3], в котором в качестве основного элемента используется способность нелинейных детерминистических систем генерировать хаотический сигнал. Данная 20 конструкция выбрана в качестве прототипа заявленного изобретения.Closest to the proposed invention is the design of the chaos generator described in published application of the Russian Federation No. 2003134263 [3], in which the ability of nonlinear deterministic systems to generate a chaotic signal is used as the main element. This 20 design is selected as a prototype of the claimed invention.
Простота конструкции [3] могла бы найти ей широкое применение в области радиосвязи и в системах управления, если бы не все те же существенные недостатки, присущие нелинейным детерминистическим системам, а именно:The simplicity of the design [3] could find its wide application in the field of radio communications and in control systems, if not for all the same significant shortcomings inherent in nonlinear deterministic systems, namely:
- большая потребляемая мощность, обусловленная необходимостью поддержать многофазные колебания в сильно нелинейной системе;- large power consumption due to the need to maintain multiphase oscillations in a highly nonlinear system;
- необходимость использования громоздкой и негибкой колебательной системы для работы в каждом конкретном диапазоне частот.- the need to use a bulky and inflexible oscillatory system to work in each specific frequency range.
Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в создании компактного и гибкого устройства с низким уровнем энергопотребления для генерации хаотического, т.е. шумового, сигнала с постоянной амплитудой, а также в разработке способа обеспечения эффективного функционирования такого устройства в разных диапазонах частот.The problem solved by the present invention is to create a compact and flexible device with low energy consumption to generate chaotic, i.e. noise signal with constant amplitude, as well as in the development of a method for ensuring the effective functioning of such a device in different frequency ranges.
Данная задача, в части конструктивной, решается путем применения в устройстве вместо колебательной системы, обеспечивающей в [3] генерацию хаотического сигнала, совокупности следующих элементов:This problem, in terms of the constructive one, is solved by using instead of the oscillatory system in the device, which ensures the generation of a chaotic signal in [3], a combination of the following elements:
- массива некогерентных генераторов сигнала треугольной формы;- an array of incoherent triangular waveform generators;
- сумматора сигналов, поступающих от генераторов сигнала треугольной формы;- adder of signals from the signal generators of a triangular shape;
- генератора сигналов, управляемого напряжением модулируемого по частоте суммарного сигнала от генераторов сигнала треугольной формы.- a signal generator controlled by the voltage of the frequency-modulated total signal from the signal generators of a triangular shape.
Более конкретно вышеуказанные элементы и их взаимосвязь можно охарактеризовать следующим образом:More specifically, the above elements and their relationship can be characterized as follows:
Массив генераторов сигнала треугольной формы (ГСТФ) образован из n индивидуальных генераторов сигнала треугольной формы, где n больше единицы. Выходы каждого ГСТФ соединены с входами сумматора сигналов, выход которого соединен с входом регулятора амплитуды суммарного сигнала (РАСС), обеспечивающего возможность управления шириной спектра, выход РАСС соединен с входом регулятора среднего значения сигнала (РСЗС), обеспечивающего возможность управления центральной частотой, выход РСЗС соединен с входом синусоидального генератора, управляемого напряжением (ГУН), на выходе которого и получают желаемый хаотический сигнал с постоянной амплитудой.An array of triangular waveform generators (GSTF) is made up of n individual triangular waveform generators, where n is greater than one. The outputs of each GSTF are connected to the inputs of the signal adder, the output of which is connected to the input of the total signal amplitude controller (PACS), which provides the ability to control the spectral width, the PACC output is connected to the input of the signal average value controller (RSSC), which provides the ability to control the center frequency, the output of the PCB with the input of a voltage-controlled sinusoidal generator (VCO), the output of which receives the desired chaotic signal with a constant amplitude.
Заявляемый способ обеспечения эффективного функционирования предложенной конструкции для получения хаотического сигнала с постоянной амплитудой состоит в выполнении следующих операций:The inventive method of ensuring the effective functioning of the proposed design to obtain a chaotic signal with constant amplitude consists in performing the following operations:
- генерируют совокупность сигналов треугольной формы с симметричными передним и задним фронтами;- generate a set of signals of a triangular shape with symmetrical leading and trailing edges;
- суммируют эту совокупность сигналов в единый композитный сигнал, состоящий из участков с линейным изменением напряжения или тока;- summarize this set of signals into a single composite signal, consisting of sections with a linear change in voltage or current;
- устанавливают требуемую амплитуду композитного сигнала путем приложения управляющего напряжения или тока;- set the required amplitude of the composite signal by applying a control voltage or current;
- устанавливают среднее значение частоты композитного сигнала путем приложения управляющего напряжения или тока;- set the average frequency of the composite signal by applying a control voltage or current;
- с помощью полученного композитного сигнала осуществляют хаотическое изменение частоты синусоидального Генератора, Управляемого Напряжением (ГУН).- using the obtained composite signal, a chaotic change in the frequency of the sinusoidal Generator, voltage-controlled (VCO) is carried out.
В результате, на выходе ГУН получают хаотически меняющий частоту сигнал с постоянной амплитудой.As a result, at the output of the VCO, a signal with a constant amplitude randomly changing the frequency is obtained.
Следует отметить, что симметричность фронтов обеспечивает одинаковую скорость перестройки ГУН вверх и вниз по частоте, что, в свою очередь, приводит к симметричному и равномерному результирующему спектру генератора хаоса. Массив ГТФС в общем случае может быть как когерентным массивом, так и некогерентным массивом. Однако некогерентность массива ГСТФ приводит к отсутствию в результирующем спектре хаотического сигнала глубоких провалов. Кроме того, несмотря на принципиальную возможность выбирать периоды ГСТФ любыми, оптимальным выбором является следование периодов ГСТФ ряду простых чисел 2-3-5-7-11-13-17-19. В данном случае обеспечивается максимально динамичный хаотический сигнал с максимально равномерным спектром.It should be noted that the symmetry of the fronts provides the same speed of tuning the VCO up and down in frequency, which, in turn, leads to a symmetrical and uniform resulting spectrum of the chaos generator. The GTFS array in the general case can be either a coherent array or an incoherent array. However, the incoherence of the GSTF array leads to the absence of deep dips in the resulting spectrum of the chaotic signal. In addition, despite the fundamental possibility of choosing any GSTF periods, the optimal choice is to follow the GSTF periods to a series of primes 2-3-5-7-11-13-17-19. In this case, the most dynamic chaotic signal with the most uniform spectrum is provided.
Для лучшего понимания сущность настоящего изобретения далее поясняется с привлечением графических материалов.For a better understanding, the essence of the present invention is further explained with the use of graphic materials.
Фиг.1 - блок-схема устройства для генерации хаотического сигнала с постоянной амплитудой, выполненного согласно изобретению, где l1-ln это массив генераторов сигнала треугольной формы, 2 - сумматор, 3 - РАСС, 3.1 - регулятор ширины спектра, т.е. амплитуды композитного сигнала, 4 - РСЗС, 4.1 - регулятор частоты, т.е. блок установки средней частоты композитного сигнала, 5 - ГУН, 6 - выход хаотического сигнала с постоянной амплитудой.Figure 1 - block diagram of a device for generating a chaotic signal with a constant amplitude, made according to the invention, where l 1 -l n is an array of triangular waveform generators, 2 - adder, 3 - PASS, 3.1 - spectral width regulator, i.e. . the amplitude of the composite signal, 4 - RSZS, 4.1 - frequency control, i.e. unit for setting the average frequency of the composite signal, 5 - VCO, 6 - output of a chaotic signal with constant amplitude.
Фиг.2 - сигналы ГСТФ (Генераторов Сигнала Треугольной Формы).Figure 2 - signals GSTF (Signal Generators of a Triangular Shape).
Фиг.3 - композитный сигнал.Figure 3 - composite signal.
Фиг.4 - спектр сигнала на выходе ГУН.Figure 4 - spectrum of the signal at the output of the VCO.
Фиг.5 - схема последовательных операций при реализации способа генерации хаотического сигнала с постоянной амплитудой согласно изобретению.5 is a diagram of sequential operations when implementing the method of generating a chaotic signal with a constant amplitude according to the invention.
Устройство генерации хаотического сигнала с постоянной амплитудой работает следующим образом.A device for generating a chaotic signal with a constant amplitude works as follows.
ГСТФ l1-ln генерируют сигнал треугольной формы с симметричными передним и задним фронтами. Симметричность фронтов обеспечивает одинаковую скорость перестройки ГУН вверх и вниз по частоте, что, в свою очередь, приводит к симметричному и равномерному результирующему спектру генератора хаоса. В заявляемом решении обеспечивается максимально динамичный хаотический сигнал с максимально равномерным спектром. Далее совокупность сигналов генерируемых массивом некогерентных ГСТФ поступает на входы сумматора 2. В результате на выходе сумматора 2 образуется композитный сигнал, состоящий из участков с линейным изменением напряжения или тока. Участки с линейным изменением напряжения или тока имеют хаотический характер значений длин участков (т.е. промежутков времени) и производных - как по величине, так и по знаку. Далее сигнал с выхода сумматора поступает на вход регулятора 3 амплитуды, где, в зависимости от управляющего напряжения или тока, подающегося от 3.1, устанавливается амплитуда выходного сигнала. Изменение амплитуды композитного сигнала приводит к изменению ширины спектра хаотического сигнала при неизменной средней, т.е. центральной, частоте спектра. Далее сигнал поступает на вход устройства 4 регулировки среднего уровня, т.е. значения сигнала, где, в зависимости от управляющего напряжения или тока, подающегося от 4.1, устанавливается конкретная средняя частота спектра хаотического сигнала. Далее сигнал поступает на вход управления частотой синусоидального ГУН 5. Входящий композитный сигнал приводит к хаотическому изменению частоты ГУН 5.GSTF l 1 -l n generate a triangular waveform with symmetrical leading and trailing edges. The symmetry of the fronts provides the same speed for tuning the VCO up and down in frequency, which, in turn, leads to a symmetrical and uniform resultant spectrum of the chaos generator. The claimed solution provides the most dynamic chaotic signal with the most uniform spectrum. Next, the set of signals generated by the array of incoherent GSTF is fed to the inputs of
На выходе ГУН 5 получают хаотически меняющий частоту сигнал 6 с постоянной амплитудой.At the output of the
Компактность устройства достигается за счет применения в качестве генераторов сигнала треугольной формы и синусоидальных генераторов, управляемых напряжением - генераторов с резистивно-емкостной частотнозадающей цепью.The compactness of the device is achieved through the use of a triangular waveform as generators and voltage-controlled sinusoidal generators - generators with a resistive-capacitive frequency-setting circuit.
Гибкость устройства в формировании желаемых спектральных характеристик определяется тем что:The flexibility of the device in the formation of the desired spectral characteristics is determined by the fact that:
- ширина спектра выходного сигнала задается управляющим напряжением или током в блоке регулятора амплитуды суммарного сигнала (РАСС).- the width of the spectrum of the output signal is set by the control voltage or current in the block of the controller of the amplitude of the total signal (PASS).
- центральная частота спектра задается в блоке регулятора среднего значения сигнала (РСЗС)- the center frequency of the spectrum is set in the block of the regulator of the average signal value (RSRS)
Низкое энергопотребление устройства обеспечивается за счет формирования элементов массива из генераторов сигнала треугольной формы, а также за счет применения ГУН, поскольку оба этих типа генераторов являются некритичными к уровню энергопотребления и допускают существенное его снижение.Low power consumption of the device is ensured by the formation of array elements from triangular waveform generators, as well as through the use of a VCO, since both of these types of generators are non-critical to the level of energy consumption and can be significantly reduced.
Claims (5)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006120279/09A RU2307451C1 (en) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Device and method for generation of chaotic signal with constant amplitude |
KR1020060125379A KR100852276B1 (en) | 2006-06-09 | 2006-12-11 | Adjustable chaotic signal generator and generating method thereof |
US11/723,272 US7642870B2 (en) | 2006-06-09 | 2007-03-19 | Device and method for generating an adjustable chaotic signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006120279/09A RU2307451C1 (en) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Device and method for generation of chaotic signal with constant amplitude |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2307451C1 true RU2307451C1 (en) | 2007-09-27 |
Family
ID=38954327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006120279/09A RU2307451C1 (en) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Device and method for generation of chaotic signal with constant amplitude |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100852276B1 (en) |
RU (1) | RU2307451C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469460C1 (en) * | 2011-11-01 | 2012-12-10 | Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." | Generator of chaotic signal with permanent amplitude (versions) |
RU2608680C1 (en) * | 2015-11-25 | 2017-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Method of broadband composite radio signal generating and device for its implementation |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920006437B1 (en) * | 1989-11-30 | 1992-08-06 | 삼성전자 주식회사 | Function generator by program |
JP4254018B2 (en) | 2000-06-07 | 2009-04-15 | ヤマハ株式会社 | Waveform generation apparatus and waveform generation method |
-
2006
- 2006-06-09 RU RU2006120279/09A patent/RU2307451C1/en not_active IP Right Cessation
- 2006-12-11 KR KR1020060125379A patent/KR100852276B1/en active IP Right Grant
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469460C1 (en) * | 2011-11-01 | 2012-12-10 | Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." | Generator of chaotic signal with permanent amplitude (versions) |
RU2608680C1 (en) * | 2015-11-25 | 2017-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Method of broadband composite radio signal generating and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100852276B1 (en) | 2008-08-14 |
KR20070117987A (en) | 2007-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2007148631A (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE SPECTRUM OF THE TEMPORARY FORM OF PULSES OF THERAHZ RADIATION | |
KR100815584B1 (en) | Apparatus and method for generation of noise signal | |
RU2307451C1 (en) | Device and method for generation of chaotic signal with constant amplitude | |
US9244484B2 (en) | Fractional-N spread spectrum state machine | |
RU2536385C1 (en) | Digital synthesiser for generating multi-frequency telegraphy signals | |
RU2298281C1 (en) | Device and method for generation of chaotic signal | |
RU2656840C1 (en) | Broadband signal generator | |
KR20030028557A (en) | Method and apparatus for a digital clock multiplication circuit | |
KR20130081663A (en) | Drive apparatus for ultrasonic motor, and ultrasonic motor unit | |
DE60128696D1 (en) | FREQUENCY SYNTHESIZER | |
Rabah et al. | Stabilization of fractional Chen chaotic system by linear feedback control | |
RU158122U1 (en) | NEUR-LIKE OSCILLATOR GENERATOR | |
US6392498B1 (en) | Method and apparatus for a digital clock multiplication circuit | |
RU2809550C1 (en) | Digital variable frequency synthesis | |
RU2201649C2 (en) | Random-signal generator | |
Solankee et al. | EMI reduction in switching power converter by using chaotic frequency modulation technique | |
ES2228948T3 (en) | PROCEDURE FOR THE GENERATION OF AN OUTPUT AND CIRCUIT CLOCK PULSE FOR THE GENERATION OF THE CORRESPONDING CLOCK PULSE. | |
EP1505732A1 (en) | Digital clock modulator | |
RU2765264C1 (en) | Digital variable synthesizer | |
Tateno et al. | Phase dependent transition between multistable states in a neural network with reciprocal inhibition | |
SU1532990A1 (en) | Frequency synthesizer | |
SU1226374A1 (en) | Method of seismic prospecting | |
RU2540796C1 (en) | Digital synthesiser of double-level signals | |
Yolong et al. | Synchronization in a ring of mutually coupled electromechanical devices | |
SU660192A1 (en) | Self-sustained inverter control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150610 |