SU940157A1 - Pseudorandom number sequence generator - Google Patents

Pseudorandom number sequence generator Download PDF

Info

Publication number
SU940157A1
SU940157A1 SU803227807A SU3227807A SU940157A1 SU 940157 A1 SU940157 A1 SU 940157A1 SU 803227807 A SU803227807 A SU 803227807A SU 3227807 A SU3227807 A SU 3227807A SU 940157 A1 SU940157 A1 SU 940157A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
register
adder
generator
Prior art date
Application number
SU803227807A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Ким
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3325
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3325 filed Critical Предприятие П/Я А-3325
Priority to SU803227807A priority Critical patent/SU940157A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU940157A1 publication Critical patent/SU940157A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  различных устройств, где необходим синтез узкополосных случайных процессов . ,The invention relates to computing and is intended for various devices where the synthesis of narrow-band random processes is necessary. ,

Известен генератор случайных сигг налов, содержащий генератор линейноизмен ющегос  напр жени , универсальный нелинейный преобразователь - политрон , два блока перемножени , два блока запоминани , счетчик, накапливающий сумматор, генератор гармонических сигналов, датчик нормальных случайных чисел 1.A known random signal generator containing a linearly varying voltage generator, a universal non-linear converter — a polytron, two multiplication units, two memory blocks, a counter, accumulating adder, a harmonic signal generator, a sensor of normal random numbers 1.

Указанный генератор позвол ет моделировать узкополосные процессы, . однако отличаетс  повышенной сложностью , его применение нецелесообразно при решении задач более узкого класса.The specified generator allows to model narrow-band processes,. However, it is characterized by increased complexity, its use is not advisable for solving problems of a narrower class.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  генератор псевдослучайных узкополосных сигналов, содержащий арифметическое устройство, одной группой входов подключенное к датчику случайных чисел через блок переключателей, другой - к задающему регистру, а вы ходами - к входам сумматора, втора  группа входов которого подключена к выходам через формирующий регистр, синхронизирующий вход которого соединен с тактовым входом генератораThe closest in technical essence to the present invention is a pseudo-random narrowband signal generator containing an arithmetic unit, one group of inputs connected to a random number sensor via a switch block, the other to a master register, and outputs to the inputs of the adder, the second group of inputs of which is connected to the outputs through the forming register, the synchronizing input of which is connected to the clock input of the generator

,0 и синхронизирующим входом триггера, Y и К входы которого подключены к выходу переноса старшего разр да сумматора, а выход - с выходом генератора через фильтр 2., 0 and the trigger trigger input, Y and K whose inputs are connected to the transfer output of the high bit of the adder, and the output to the generator output through filter 2.

,5 Известный генератор характеризуетс  простотой схемного решени . Однако фильтр на выходе должен иметь частотную характеристику, равномерную в пределах ширины спектра и иметь, 5 The known generator is characterized by simplicity of the circuit solution. However, the output filter should have a frequency response that is uniform within the width of the spectrum and have

20 большое затухание на частотах, соответствующих гармоникам сигнала. Если же ширина спектра сигнала и его центральна  частота имеют соизмеримые значени , то дл  этого необходимо. чтобы фильтр на выходе имел высокий пор док, так как частотна  характеристика его вли ет на спектральные свойства сигнала, что может привести к существенному усложнению схемы генератора . Одновременно при изменении центральной частоты генератора требуетс  перестройка фильтра, что затруднено при использовании фильтра высокого пор дка. Цель изобретени  - расширение диапазона генерируемых процессов при сохранении спектральных характеристик сигнала с выхода генератора. Дл  достижени  поставленной цели в генератор псевдослучайных узкополосных сигналов, содержащий первич ный датчик псевдослучайных чисел, вы ход которого через коммутатор соединен с первым входом первого сумматора , второй вход- которого соединен с .выходом первого регистра кода, а выход первого сумматора соединен с пер вым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом второго регистра кода, выход которого соедин с вторым входом второго сумматора, введены преобразователь код-напр жение , циклический регистр сдвига и эл мент НЕ, выход которого соединен с входом первого разр да циклического регистра сдвига, выход последнего ра р да которого соединен с входом элемента НЕ, выход переноса старшего разр да второго сумматора соединен с входом циклического регистра сдвига, синхронизирующий вход которого объед нен с синхронизирующим входом второг регистра кода и  вл етс  тактовым входом генератора, установочным входом которого  вл етс  установочный вход циклического регистра сдвига, все разр дные выходы которого, кроме вь1хода последнего разр да, соединены с соответствующими входами преобразо вател  код - напр жение, выход которого  вл етс  выходом генератора. На фиг, 1 показана структурна  сх ма генератора; на фиг. 2 - диаграммы по сн ющие принцип его работы. Генератор содержит первый сумматор 1 с двум  группами входов. Группа А входов подключена к первичному датчику 2 псевдослучайных чисел через коммутатор 3, группа В входов к первому регистру k кода. Выход первого сумматора 1 подключен к входам А второго сумматора 5. Входы В второго сумматора 5 подкпючены к его выходам через второй регистр Ь кода, синхровод которого подключен к тактовому входу 7 генератора и синхровходу циклического регистра 8 сдвига. Стробирующий вход регистра 8 подключен к выходу переноса старшего разр да второго сумматора 5, установочный вход соединен с входом 9 установки нул  генератора, а информационный вход первого разр да - с N-M выходом регистра 8 через элемент НЕ 10. Выходы N-1 регистра 8 подключены к цепочке последовательно соединенных регистров 1Ц.... 11 nj.q. Начало и конец цепочки подключены к общему проводу через согласующие резисторы 12 и 12, через резисторы Н . , образу  при этом резистивную матрицу R-2R. Точка соединени  резисторов 11Л-1 и 1 Т N почки подключена к й,1ходу через выходной каскад k. Элементы 11-1+ образуют преобразователь 15 код - напр х ение . Генератор работает следующим образом . Датчик 2 псевдослучайных чисел генерирует последовательность независимых (т+1) разр дных чисел с законом распределени  веро тностей близким к равномерному, котора  поступает на вход первого сумматора 1 через коммутатор 3, содержащий m ключей , которыми осуществл етс  подключение разр дов случайных чисел. Причем нулевой разр д последовательности используетс  как знаковый (О соответствует плюсу, а 1 - минусу числа ) и поступает на вход первого сумматора 1 непосредственно. При этом на выходе коммутатора 3 имеем новую последовательность G(-), где п пор дковый номер числа с выхода датчика 2 псевдослучайных чисел; F частота смены чисел. В первом сумматоре происходит операци  алгебраического сложени  потока -чисел G(-S-) с числом Н, хран щемс  в первом регистре кода, образу  при этом новую смещенную последовательность зф Н сф, где ч(1 - знакова  функци  последовательности , соответствующа  нулевому разр ду с выхода датчика 2 псевдослучайных чисел. 5S Вновь сформированна  числова  последовательность поступает на вход В второго сумматора 5. В исходном состо нии второй регистр 6 кода обнулен и на выходе второго сумматора 5 имеем число 9 В момент прихода импульса по входу 7 регистр 6 записывает состо ние на его входе и на выходе сумматора 5 образуетс  удвоенное число 2 S, по следующему пульсу - 3 S и т. д. до тех пор, пока на выходе сумматора 5 число не превысит , где m - число основных разр дов сумматора. В этот момент на входах регистра 6 имеем число, равное kS-2 S, где k - пор д ковый номер импульса с шины 8, а на I выходе переноса старшего m разр да и на стробирующем входе регистра 8 единицу . По следующему k + 1 импульсу первый разр д регистра 8 записывает инверсное состо ние N-ro разр да и на выходе сумматора 5 имеем число (k + 1)5-2, а на выходе переноса разр да m - ноль, закрывающий синхро вход регистра 8. Регистр запоминает состо ние до прихода следующей единицы по стробирующему входу, при котором состо ние сдвигаетс  на один раз р д регистра 8. После прохождени  2 импульсов по входу 7 на выходе переноса разр да m проходит S единиц. Таким образом, если частота следовани  импульсов по шине 7 равна д, то частота следовани  импульсов на выходе riepeHoca .сум матора 3 равна f . H+4()G() sl) фг ( о 1 где Н определ ет центральную частоту следовани  импульсов fu. G(-p-) определ ет абсолютное отклонение частоты следовани  импульсов от центральной ; 4{-г-) - знак отклонени  частоты. С выхода переноса сумматора 5 импульсы поступают на стробирующий вход циклического регистра 8. Причем кольцо замыкаетс  соединением инверсного выхода N-ro разр да регистра 9 с входом первого разр да. По мере HacTyjiлени  строб-импульсов на первом выходе регистра имеем сигнал формы меандр с частотой следовани  в 2 N раз ниже чем частота на его входе (фиг. 2с(), на втором выходе - аналогичный си1 нал, но сдвинутый на один период так7« тировани  {,фиг. 2Б), на остальных аналогично . Прин в за единицу напр жение равное и, а за ноль напр жение Ug, то на входе выходного каскада значение напр жени  в любой момент времени можно определить следующим соотношением , если величина резисторов 13 и в два раза больше 12, UjmKj(K) МИ Kj(it) ., где j - пор дковый номер разр да регистра 9 1 , при U.;.j- и ---f/fo ,при и.. Uo Как видно из фиг. 1 весовх е соотношение разр да будет тем меньше, чем разр д дальше отстоит от N/1 разр да . Следовательно, по мере прохождени  импульсов с триггера 8 на входе выходного каскада формируетс  сигнал, близкий к синусоидальному, аппроксимируемый последовательностью пр моугольных импульсов длительностью Т различной амплитуды и частотой, равной (фиг. 2rj -n,.H4f)4f Hf) Дл  получени  удовлетворительных результатов наиболее оптимальным  вл етс  выбор N равным 6 или 8, при этом сигнал в течение одного периода дискретизируетс  соответственно 12 и 16 раз, что удовлетвор ет большинству практических случаев. Если необходимо интерполировать получившийс  сигнал и сгладить скачки, то дл  этого может быть использован простейший фильтр второго пор дка с широкой полосой пропускани , что существенно не повли ет на спектральные характеристики сигнала. Таким образом, аппроксимиру  выходной сигнал последовательностью пр моугольных импульсов, ближайшие к основной частоте гармонические составл ющие значительно уменьшаютс  и по вл етс  возможность процессы с шириной спектра, соизмеримой с центральной частотой, использу  при этом, если необходимо, простейший фильтр, что подтверждает расширение.20 large attenuation at frequencies corresponding to the harmonics of the signal. If the width of the signal spectrum and its center frequency are comparable, then this is necessary. so that the output filter has a high order, since its frequency characteristic affects the spectral properties of the signal, which can lead to a significant complication of the oscillator circuit. At the same time, when the oscillator center frequency is changed, a filter adjustment is required, which is difficult when using a high order filter. The purpose of the invention is to expand the range of the generated processes while maintaining the spectral characteristics of the signal from the generator output. To achieve this goal, a pseudo-random narrowband signal generator containing a primary pseudo-random number sensor, the output of which through a switch is connected to the first input of the first adder, the second input is connected to the output of the first code register, and the output of the first adder is connected to the first input The second adder, the output of which is connected to the input of the second register of the code, the output of which is connected to the second input of the second adder, has been introduced a code-voltage converter, a cyclic shift register and an electronic The NOT whose output is connected to the input of the first bit of the cyclic shift register, the output of the last row of which is connected to the input of the element NO, the transfer output of the higher bit of the second adder is connected to the input of the cyclic shift register, the synchronizing input of which is combined with the sync input of the second register code and is the clock input of the generator, the installation input of which is the installation input of the cyclic shift register, all the bit outputs of which, except for the last output of the last bit, are connected to The appropriate transformation code inputs ers - voltage, the output of which is the output of the generator. FIG. 1 shows a structural generator map; in fig. 2 - diagrams on the principle of its work. The generator contains the first adder 1 with two groups of inputs. Group A of inputs is connected to the primary sensor of 2 pseudo-random numbers through switch 3, group B of inputs to the first register of k code. The output of the first adder 1 is connected to the inputs A of the second adder 5. The inputs B of the second adder 5 are connected to its outputs via the second register b of the code, the synchronous wire of which is connected to the clock input 7 of the generator and the synchronous input of the cyclic shift register 8. The gate input of register 8 is connected to the high-end transfer output of the second adder 5, the setup input is connected to input 9 of the generator zero setting, and the first-bit information input is connected to the NM output of register 8 via the NOT element 10. The outputs of the N-1 register 8 are connected to chain of serially connected registers 1C .... 11 nj.q. The beginning and end of the chain are connected to the common wire through the terminating resistors 12 and 12, through the resistors H. , thus forming the resistive matrix R-2R. The connection point of the resistors 11L-1 and 1 T N of the kidney is connected to the x, 1-way through the output stage k. Elements 11-1 + form the converter 15 code - voltage. The generator works as follows. A pseudorandom number sensor 2 generates a sequence of independent (m + 1) bit numbers with a probability distribution close to uniform, which enters the input of the first adder 1 through switch 3, containing m keys that connect random number bits. Moreover, the zero bit of the sequence is used as a sign (O corresponds to a plus, and 1 to the minus number) and is fed to the input of the first adder 1 directly. At the same time, at the output of switch 3, we have a new sequence G (-), where n is the sequence number of the number from the output of the sensor 2 pseudo-random numbers; F frequency of changing numbers. In the first adder, the algebraic addition of the stream of numbers G (-S-) with the number H occurring in the first register of the code occurs, forming a new shifted sequence hf H sf, where h (1 is the sign function of the sequence corresponding to zero from the output of sensor 2 pseudo-random numbers. 5S The newly formed number sequence is fed to the input B of the second adder 5. In the initial state, the second register 6 of the code is reset and at the output of the second adder 5 we have the number 9 At the moment of arrival of the pulse at the input 7 reg Page 6 records the state at its input and at the output of adder 5 a double number 2 S is formed, at the next pulse it is 3 S, and so on, until the output of adder 5 does not exceed, where m is the number of main bits At this moment, at the inputs of register 6, we have a number equal to kS-2 S, where k is the pulse sequence number from the bus 8, and at the first transfer output of the highest m bit and at the gate input of the register 8 is one. + 1 pulse, the first bit of register 8 records the inverse state of the N th bit, and at the output of adder 5 we have the number (k + 1) 5-2, and n discharge transfer output m - zero, closing the syncro input of register 8. The register remembers the state before the next unit arrives at the gate input, in which the state shifts by one time the register 8 register. After passing 2 pulses at input 7 at the discharge transfer output yes m passes s units. Thus, if the pulse frequency on bus 7 is equal to d, then the pulse frequency at the output of riepeHoca. Sum of matrix 3 is equal to f. H + 4 () G () sl) fg (about 1 where H determines the center pulse frequency fu. G (-p-) determines the absolute deviation of the pulse frequency from the center; 4 {-g-) is the sign of the frequency deviation . From the transfer output of the adder 5, the pulses arrive at the gate input of the cyclic register 8. Moreover, the ring is closed by connecting the inverse output of the N-ro bit of register 9 with the input of the first digit. As the strobe pulses are HacTyji, at the first output of the register we have a square wave signal with a frequency of 2 N times lower than the frequency at its input (Fig. 2c (), at the second output - a similar pattern, but shifted by one period {, Fig. 2B), on the rest similarly. If the unit voltage is equal to and, and the voltage Ug is equal to zero, then at the input of the output stage the voltage value at any time can be determined by the following relation, if the value of resistors is 13 and twice as large as 12, UjmKj (K) MI Kj (it)., where j is the sequence number of the register register 9 1, with U.;. j- and --- f / fo, with and .. Uo As can be seen from FIG. 1 weight ratio will be smaller, the further the bit is separated from N / 1 bit. Consequently, as the pulses pass from trigger 8, an almost sinusoidal signal is formed at the input of the output stage, approximated by a sequence of rectangular pulses of duration T of different amplitude and frequency equal to (Fig. 2rj -n, H4f) 4f Hf) For obtaining satisfactory results the most optimal choice is N or 6 or 8, and the signal is sampled 12 and 16 times, respectively, for one period, which satisfies most practical cases. If it is necessary to interpolate the resulting signal and smooth out the jumps, then a simple second-order filter with a wide bandwidth can be used for this, which does not significantly affect the spectral characteristics of the signal. Thus, approximating the output signal by a sequence of square-wave pulses, the harmonic components closest to the fundamental frequency are greatly reduced, and processes with spectrum width comparable to the center frequency appear possible, using, if necessary, the simplest filter, which confirms the expansion.

функциональных возможностей генератора .generator functionality.

Дополнительным преимуществом  вл етс  уменьшение дискретности изменени  частоты, т. е.An additional advantage is the reduction of the frequency variation resolution, i.e.

П141P141

N1N1

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № 50787, кл. G 06 F 1/02, .1. USSR author's certificate No. 50787, cl. G 06 F 1/02,. 2., Авторское свидетельство СССР по за вке № 2820 88/18-24, 1980.2., USSR Copyright Certificate No. 2820 88 / 18-24, 1980. Фи9,1Fi9.1 VtViVtVi - -J Vo I- -J Vo I r:ir: i 1212 JJ ww WW Фи.1Phi.1
SU803227807A 1980-12-31 1980-12-31 Pseudorandom number sequence generator SU940157A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803227807A SU940157A1 (en) 1980-12-31 1980-12-31 Pseudorandom number sequence generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803227807A SU940157A1 (en) 1980-12-31 1980-12-31 Pseudorandom number sequence generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU940157A1 true SU940157A1 (en) 1982-06-30

Family

ID=20935607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803227807A SU940157A1 (en) 1980-12-31 1980-12-31 Pseudorandom number sequence generator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU940157A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU940157A1 (en) Pseudorandom number sequence generator
SU1732417A1 (en) Multiphase former of signals
SU790196A1 (en) Time interval stretcher
SU869059A1 (en) Code-to-frequency converter
SU1709514A1 (en) Divider of pulse recurrent rate
SU980015A1 (en) Instantaneous value phase meter
SU1273924A2 (en) Generator of pulses with random duration
SU1226633A1 (en) Device for generating pulses in the middle of time interval
SU1201846A1 (en) Cross-correlator
SU773947A1 (en) Averaging device
SU924860A1 (en) Switching device
SU955046A2 (en) Pseudo-random narrow-band signal generator
SU966890A1 (en) Code-to-frequency converter
SU1083188A1 (en) Random event arrival generator
SU1559334A1 (en) Device for modeling discrete orthogonal signals
SU1363201A1 (en) Random-pulse generator
SU1179541A1 (en) Number-to-frequency converter
SU1221614A1 (en) Method of phase shift-to-digital code conversion
SU970676A1 (en) Digital meter of ac voltage amplitude
SU938196A1 (en) Phase-shifting device
SU790344A1 (en) Pulse repetition frequency multiplier
SU754354A1 (en) Digital meter of single time intervals
SU1177876A1 (en) Random signal generator
SU1483466A1 (en) Piecewise linear interpolator
SU1290536A1 (en) Device for converting number from residual class system to position code