SU1177875A1 - Генератор шума - Google Patents

Abstract

ГЕНЕРАТОР ШУМА, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и формирователь импульсных последовательностей, N элементов совпадени , N формировате лей случайных сигналов и канал генерировани , которьй состоит из последовательно соединенных элемента ИЛИ,, триггера и фильтра нижних частот, при этом первые входы N элементов совпадени  подключены к соответствунидим выходам формировател  импульсных последовательностей, а выходы N элементов совпадени  подключены к входам элемента ИЛИ канала генерировани , отличающийс  тем, что, с целью расширени  полосы частот спектра шума при одновременном увеличении числа гене- . рируемых некоррелированных случайных сигналов, в него введены М допол нительных элементов совпадени , К дополнительных каналов генерировани , каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных элемента ИЛИ, триггера и фильтра нижних частот, а также N М формирующих каналов, каждый иэ которых состоит из посдедовательно соединенных элемента ИЛИ и триггера, при этом первые входы М дополнительных элементов совпадени  подключены к соответствующим выходам формировател  импульсных последовательностей, второй вход каждого из N элементов совпадени  W ko подключен к выходу триггера соответствующего из N + М формирую1цих каналов , второй вход каждого из М дополнительных элементов совпадени  подо е ключен к выходу триггера соответст- i вующего из N + М формирующих каналов , входы элементов ИЛИ и дополнительных каналов К генерировани  подключены к выходам соответствук циЧ из М дополнительных элементов совч падени , входы элементов ИЛИ каждоэ го из N + М формирующих каналов под, ключены к выходам соответствуищшс 4J из N формирователей случайных сигСА налов,.где N, М, К - любые целые числа.

Description

Изобретение относитс  к радиотех нике и может использоватьс  дл  формировани  шумовых сигналов при моделировании случайных процессов, в частности при проведении статических исследований на аналоговой к аналого цифровой вычиJCд и1 S й нM технике. ;«з66р ете иЙ1  - расширение полос ) ча тспектра ,шу1йа 1Йрй одно- 1 вре еннбм ув1е4Иче%и1 Лжла генерируе мых е:крррёлиррд Й1ых случайных сигналов «. .;ф Hat чертёнке-1п %СЧ авЭТена структурна  эДект риз1есКй  схема предложенного генератг 1а шума. Генератор шума содержит генератор 1тактовых импульсов, формирователь 2импульсных последовательностей, N элементов 3 совпадени , N формирователей 4 случайных сигналов, канал генерировани , которьй состоит из элемента 1ШИ 5, триггера 6 и фильтра 7 нижних частот, М дополнительных элементов 8 совпадени , К дополнител ных каналов генерировани , каждьй из которых состоит из элемента ИЛИ 9, триггера 10 и фильтра 11 нижних частот, N + М формирующих каналов, каждый из которых состоит из элемента ИЛИ 12 и триггера ,13. Генератор шума работает следующим образом. Тактовые импульсы с периодом следовани  Т 1 /Fj поочередно подаютс  формирователем на первые входы эле-, ментов 3 и 8 совпадени , на вторые входы элементов 3 и 8 совпадени  подаютс  случайные двоичные сигналы с выходов триггеров 13. Эти сигналы образуютс  посредством пересчета нмпульсоь случайных потоков с выхода элементов ИЛИ 12. Эти потоки, в свою , очередь, образуютс  за счет объединени  первиччых потоков, генерируемых формировател ми 4. Объединение потоков производитс  таким образом, чтобы любые два потока на выходе эле ментов ИЛИ 12 отличались один от дру гого хот  бы одним первичным потоком Такое объединение можно произвести , при помощи сочетаний первичных потоЕсли эти суммарные потоки подать на счетный вход триггеров 13, то взаимный коррел ционный момент случайных сигналов на выходе любых двух триггеров 13 будет определ тьс  выра Жением 1 75 KjiCt) 2р; - 1)(2р. - i),)t 41 - , (1), де i, j - номера триггеров 13; врем  с момента включени  генератора шума в работу , веро тности установлени  i и j триггеров. 13 в состо ние 1 в момент их включени ; ,+ У2 суммарна  средн   частота по влени  импульсов на входе i-ro триггера ftj- то же, на входе j-ro триггера 13; и/Ла средние частоты по влени  импульсов в потоках, на которые отличаютс  потоки i и j% 2 средн   частота импульсов первичных потоков, общих дл  потоков i и j. Анализ (1) показывает, что при , , т. е. в установившемс  .режиме сигналы на выходе триггеров 13 оказываютс  взаимно некоррелированными . Врем  t после включени  генератора шума, когда К,, (t) принимает максимальное значение, определ етс  из (1) и равно 1п(1 +4) Д У . -j отношение частоты различных потоков к средней частоте общих дл  i и j потоков . Подставл   (2) в (1), определ ем максимальное значение взаимного коррел ционного момента: г Пусть, например, триггеры 13 в момент включени  генератора шума одновременно устанавливаютс  в положение 1 или О, у 1, a-ilj 1 кГц, Тогда своего максимального значени  i 0,4 коррел ционный момент достигнет через t 0,3i10 с после включени  генератора шума, Затем (t) быстро уменьшаетс  до 0. Врем  установлени  К;; (t) . 1 можно оценить при помощи выражени  t ft - ln V 2(ft,,) Так при h f +fc 1 кГц, tijcT-.- 4,. Следовательно, врем , за которое выходные сигналы триггеров 13 станов тс  практически некоррелированными , сравнимо с временем затухани  переходных процессов в схеме генератора шума и поэтому при эксплуатации генератора шума может не учитыватьс  Так как сигналы на выходе триггеров 13 некоррелированы, то и N соседних импльсов на выходе элементов ИЛИ 5 и 9 некоррелированы, что обеспечивает качественную работу каждого из каналов генерировани , а также взаимную некоррелированность сигналов на выходах генератора шума. Средн   частота переключени  сигнала на выходе триггеров 13 равна сумме частот первичных потоков, поэтому интервалы коррел ции этих сигналов меньше, чем интервалы коррел .ции случайных сигналов в исходной схеме генератора шума. В св зи с 1 54 этим равномерность спектра .сигналов в каналах генерировани ., предлагаемого генератора шума увеличиваетс  по сравнению со схемой известного устройства . Общее число каналов генерировани  некоррелируемых случайных сигналов при наличии N независимых формирователей 4 случайных сигналов (последовательностей импульсов) может быть определено из выражени  iKN-Dil 5) где обозначает целую часть числа. Из (5) следует, что предлагаеьлй метод построений многоканального генератора шума Целесообразно использовать при N53. Таким образом, введение дополнительных элементов и св зей в схему генератора шума позвол ет расширить полосу частот спектра шума при одновременном увеличении числа генерирувмых некоррелированных случайных сигналов .

Claims (1)

1. ГЕНЕРАТОР ШУМА, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и формирователь импульсных последовательностей, N элементов совпадения, N формирователей случайных сигналов и канал генерирования, которьй состоит из последовательно соединенных элемента ИЛИ,, триггера и фильтра нижних частот, при этом первые входы N элементов совпадения подключены к соответствующим выходам формирователя импульсных последовательностей, а выходы N элементов совпадения подключены к входам элемента ИЛИ канала генерирования, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы частот спектра шума при одновременном увеличении числа гене- . рируемых некоррелированных случай ных сигналов, в него введены М допол· нительных элементов совпадения, К дополнительных каналов генерирования* каждый из которых сострит из последовательно соединенных элемента ИЛИ, триггера и фильтра нижних частот, а также N + М формирующих каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных элемента ИЛИ _; и триггера, при этом первые входы М дополнительных элементов совпадения подключены к соответствующим выходам формирователя импульсных последовательностей, второй вход каждого из N элементов совпадения подключен к выходу триггера соответствующего из N + М формирующих каналов, второй вход каждого из М дополнительных элементов совпадения подключен к выходу триггера соответст- ; вующего из N + М формирующих каналов, входы элементов ИЛИ и дополнительных каналов К генерирования подключены к выходам соответствующих из И дополнительных элементов совпадения, входы элементов ИЛИ каждого из N + М формирующих каналов под*, ключены к выходам соответствующих иэ N формирователей случайных сигналов,, где N, М, К - любые целые числа.

   где i, j t

   Р; »р;

   ¹ J j-го появлепотоках,