SU1166106A1

SU1166106A1 - Generator of normal random signal with given energy spectrum

Info

Publication number: SU1166106A1
Application number: SU843696067A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Синцов
Original assignee: Московский Институт Радиотехники,Электроники И Автоматики
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1985-07-07

Abstract

ГЕНЕРАТОР НОРМАЛЬНОГОСЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРОМ, содержащий блок синхронизации , первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами генератора линейно-частотно-модулированньк колебаний и функционального преобразовател ,выход которого соединен с управл ющим входом модул тора , информационный вход которого подключен к выходу источника шума, а выход модул тора соединен с первым входом первого умножител , и второй умножитель, выход которого вл етс выходом генератора, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, он содержит резонатор (Л и коммутатор, первый, второй и трес: тий вьпсоды которого соединены соответственно с первым входом второго умножител , с управл ющим входом резонатора и с вторым входом первого умножител , выход которого соединен с информационным входом резонатора, выход которого соединен с вторым О) входом второго умножител , третий О) выход блока синхронизации соединен с управл к цим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом генератора линейноо частотно-модулированных колебаний. A NORMAL RADIO SIGNAL WITH A GIVEN ENERGY SPECTRUM, containing a synchronization unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the generator inputs of a linear-frequency-modulated oscillation and a functional converter, the output of which is connected to the control input of the modulator, the connector of a connector and a connector a connector and a connector a connector and a function converter, the output of which is connected to the control input of the modulator, a connector and a connector a connector and a connector a connector and a connector. and the modulator output is connected to the first input of the first multiplier, and the second multiplier, the output of which is the generator output, differs that, in order to increase the accuracy, it contains a resonator (L and switch, the first, second and trescent sensors of which are connected respectively to the first input of the second multiplier, to the control input of the resonator and to the second input of the first multiplier, the output of which is connected to the information the resonator input, the output of which is connected to the second O) input of the second multiplier, the third O) output of the synchronization unit is connected to the control input of the switch, the information input of which is connected to the generator output of the linear frequency module Rowan oscillations.

Description

Изобретение относитс к радиотехике и может использоватьс в ими- . аторах сигналов и помех.This invention relates to radio engineering and may be used in them. Atori signals and interference.

Известен аналоговый генератор случайного сигнала, содержащий по- 5 ледовательно соединенные генератор умового сигнала и формирующий ильтр 13 A known analog oscillator of a random signal, containing successively connected generators of the mind signal and forming an Ilter 13

Однако такой генератор обладает евысокой точностью и стабильностью, Ю собенно при формировании сигналов, энергетический спектр которых опйсьтаетс сложными зависимост ми. Кроме того, его перестройка дл получени сигналов с различной формой 15 спектрА затруднена и, практически, требует замены формирующего фильтра.However, such a generator has high accuracy and stability, right when generating signals, the energy spectrum of which is driven by complex dependencies. In addition, its rearrangement to obtain signals with different shapes 15A spectrum is difficult and, practically, requires the replacement of a shaping filter.

Известно устройство., в качестве генератора случайного сигнала с заданным энергетическим .спектром, содержащее последовательно соединенные генератор шумового сигнала, первый перемножитель, первую дисперсионную линию задержки, модул тор, вторую дисперсионную линию задержки, второй перемножитель, а также первый генератор линейно-частотно-модулированных колебаний, выход которого соединен с вторым входом первого пе- 30 ремножител , генератор передаточной функции, выход которого соединен с вторым входом модул тора, второй генератор линейно-частотно-модулированных колебаний, выход которого соеди- 35 нен с вторым входом второго перемножител . Дл нормальной работы т.ого генератора в схеме должен быть предусмотрен синхронизатор, выходы которого необходимо соединить соот- 40 ветственно с входами первого и второго генераторов линейно-частотномодулированных колебаний и входом генератора передаточной функции fz , A device is known., As a random signal generator with a given energy spectrum, containing a series-connected noise signal generator, a first multiplier, a first dispersive delay line, a modulator, a second dispersive delay line, a second multiplier, and also a first linear frequency-modulated generator oscillations, the output of which is connected to the second input of the first multiplier 30, the generator of the transfer function, the output of which is connected to the second input of the modulator, the second generator l linearly frequency-modulated waves, whose output soedi- 35 nen to a second input of the second multiplier. For normal operation of a generator, a synchronizer must be provided in the circuit, the outputs of which need to be connected respectively to the inputs of the first and second generators of linear-frequency-modulated oscillations and the generator input of the transfer function fz,

Однако данный генератор имеет .не- 45 высокую точность. -Это обусловлено тем, что генератор работает по принципу пр мого и обратного преобразовани Фурье. Неизбежно возникающие в пр мом преобразователе Фурье по- 50 грешности привод т к по влению искажений энергетического спектра сформированного сигнала. Кроме того, недостатком такого устройства вл етс его высока стоимость. 55However, this generator has .45 high accuracy. - This is due to the fact that the generator operates according to the principle of direct and inverse Fourier transform. Inevitably arising in the direct Fourier transducer 50 errors lead to the appearance of distortions in the energy spectrum of the generated signal. In addition, the disadvantage of such a device is its high cost. 55

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс генератор нормального случайного сиг-.The closest in technical essence to the invention is a generator of a normal random sig-.

нала с заданным энергетическим спектром , содержащий последовательно соединенный генератор шумового сигнала , модул тор, первый перемножитель, дисперсионную линию задержки, второй перемножитель, а также генератор передаточной функции, выход которого соединен с вторым входом модул тора, первый и второй генераторы линейночастотно-модулированных колебаний, подключенные выходами к вторым входам перемножителей, синхронизатор, выходы которого соединены соответственно с входами г-енератора передаточной функции, первого и второго генераторов линейно-частотно-модулированных колебаний with a given energy spectrum containing a series-connected noise signal generator, a modulator, a first multiplier, a dispersive delay line, a second multiplier, and a transfer function generator, the output of which is connected to the second input of the modulator, the first and second linear frequency modulated oscillators, connected by outputs to the second inputs of multipliers, the synchronizer, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the g-generator of the transfer function of the first and second generations tori of linear frequency modulated oscillations

Однако известный генератор обладает недостаточной точностью.However, the known generator has insufficient accuracy.

Целью изобретени вл етс повышение точности.The aim of the invention is to improve the accuracy.

Пс ставленна цель достигаетс тем что в генератор нормального случайного сигнала с заданным энергетическим спектром, содержащий блок синхронизации , первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами генератора линейно-частотно-модулированных колебаний и функционального преобразовател , выход которого соединен с управл ющим входом модул тора , информационный вход которого подключен к выходу источника шума, а выхрд модул тора соединен с первым входом первого .умножител и второй умножитель, выход которого вл етс выходом генератора, введены .резонатор и коммутатор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первьм входом второго умножител , с управл н цим входом резонатора и с BTopbiM входом первого умножител , выход которого соединен с информационньм входом резонатора, выход которого соединен с вторым входом второго умножител , тре -ий выход блока, синхронизации соединен с управл ющим входом коммутатора, информационный вход которого соединен с вькодрм генератора линейно-частотно-модулированных колебаний.The goal of the PS is achieved by the fact that a normal random signal generator with a given energy spectrum, containing a synchronization unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the inputs of a linear frequency-modulated oscillator and a functional converter, the output of which is connected to the control input of the modulator, the information input of which is connected to the output of the noise source, and the output of the modulator is connected to the first input of the first multiplier and the second multiplier, the output of which is generator output, entered a resonator and switch, the first, second and third outputs of which are connected respectively to the first input of the second multiplier, to the control input of the resonator and to the BTopbiM input of the first multiplier, the output of which is connected to the information input of the resonator, the output of which is connected to the second the input of the second multiplier, the third output of the block, is connected to the control input of the switch, the information input of which is connected to the high-frequency generator of the linear-frequency-modulated oscillations.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого генератора.The drawing shows the block diagram of the proposed generator.

Генератор содержит источник 1 шума , модул тор 2, умножитель 3, резонатор 4, умножитель 5, функциональны преобразователь 6, коммутатор 7, бло 3 8 синхронизации и генератор 9 линейно-частотно-модулированных сигналов В предлагаемом устройстве используетс сигнал одного и того же генератора линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) колебаний как дл умножени в умножител х, так и дл формировани инпульсной характеристики резонатора котора (при наличии вспомогательног сигнала) приобретает вид ЛЧМ-импульса з , т.е. резонатор ведет себ как дисперсионна лини задержки. В результате коэффициенты К; будут одинаковыми равными р и, следователь но, искажени , вызванные их различием , пропадут. Режим работы предлагаемого синтезатора циклический. В момент импульсом синхронизации, поступающим из блока 8, запускаетс генератор 9 Одновременно импульсом управлени , также поступающим из блока 8, коммутатор переводитс в состо ние, при котором выход генератора 9 подключаетс к входу управлени резонатора 4. Генератор 9 вырабатывает сигнал А (t).длительностью Тц -j(,5/u-t) где 60о - несуща частота. Генерат.ор 9 может быть выполнен по одной из схем,- приведенных в f6j. По окончании импульса A(t), в момент , происходит вторичный запуск генератора 9. При этом его выход в коммутаторе 7 подключаетс к второму входу умножител 3. Одновременно , импульсом блока 8 запускаетс функциональный преобразователь 6, в качестве которого может быть использован, например, генератор сигналов специальной формы Г6-27, При этом может быть получен выходной сигнал с энергетическим спектром четырех видов. Функциональный преобразователь 6 вырабатывает сигнал Н (). Этот сигнал поступает на модул тор 2, выполненный по одной из схем, приведенных в 7 , В модул торе 2 происходит перемноусение шумового сигнала (), подаваемого из источника 1 шума, с сигналом функцио нального преобразовател 6. Сигнал (jUot) должен иметь нормальный закон распределени и равномерный энергетический спектр. Такой сигнал может 64 быть получен от стандартного генератора шума типа Г2-37. Выходной сигнал модул тора 2 поступает на умКожитель 3, где он умножаетс на A(t) и далее подаетс на информационный вход резонатора 4. Затем в момент t, блока 8 на коммутатор 7 подаетс вспомогательный импульс управлени длительностью Tg (). При этом в коммутаторе 7 выход синхронизатора 8 подключаетс к входу управлени резонатора 4 и вспомогательный импульс проходит на резонатор 4. В момент ,З.Т4 на выходе резонатора 4 по вл етс стимулированный сигнал спинового эха 4j. Одновременно, т.е. в момент , импульсом блока 8 синхронизации производитс запуск генератора 9 в третий раз. Его выход в коммутаторе 7 подключаетс к второму входу умножител 5. Умножители 3 и 5 могут быть выполнены по схемам, приведенным в 7j и 8. Собственно, резонатор представл ет собой торроидальный сердечник из материала (рабочего .вещества ), обладающего дерным магнитным резонансом 5, на котором намотаны 3LC контура малой добротности: входной , управл ющий и выходной. Частоты настройки контуров одинаковые и равные средней частоте резонансной характеристики рабочего вещества. В умножителе 5 происходит перемножение выходного сигнала резонатора 4 с сигналом A(t) . С выхода второго умножител 5 снимаетс сигнал S(t). На этом цикл работы генератора заканчиваетс . Коммутатор 7 представл ет, собой распределитель импульсов в виде-двоичного счетчика на 4 и двоично-дес тичного дешифратора, и п ти аналоговых ключей. Аналоговые ключи могут быть выполнены по одной из схем, приведенных в (У) и OB . Блок 8 синхронизации представл ет собой заданлций импульсный генератор, например Р5-60. Это обсто тельство выгодно отличает предлагаемое устройство от известного , так как дает возможность при одинаковой величине погрешностей форировани энергетического спектра в начительной степени снизить требоваи к точности и стабильности генераора ЛЧМ сигнала и в конечном итоге меньшить трудовые и материальные 511 затраты при его проектировании и изго товлении. 1.. Дополнительное преимущество синтезатора - возможность получени реализаций выходного сигнала большой длительности , вплоть до 10 С, что в известном устройстве исключено, ввиду отсутстви дисперсионных линий задержки с необходимыми дл этого параметрами . . 066 Экономический эффект при использовании предлагаемого синтезатора будет определ тьс (вследствие его высокой точности) снижением трудозатрат при настройке с его помощью различной аппаратуры (коррелометров, радиовысотомеров и др.). Конкретна оценка этой составл ющей экономической эффективности станет возможна после изготов71ени опытного образца синтезатора .The generator contains a source of noise 1, a modulator 2, a multiplier 3, a resonator 4, a multiplier 5, a functional converter 6, a switch 7, a block of 3 8 synchronization and a generator 9 of linear-frequency-modulated signals. The proposed device uses the signal of the same generator linearly -frequency-modulated (LFM) oscillations both for multiplying in multipliers and for forming the impulse response of the resonator which (in the presence of an auxiliary signal) takes the form of an chirped pulse h, i.e. the resonator behaves like a dispersion delay line. As a result, the coefficients K; will be the same and equal, therefore, the distortions caused by their difference will disappear. The mode of operation of the proposed synthesizer is cyclic. At the moment the synchronization pulse coming from block 8, the generator 9 is started. At the same time the control pulse, also coming from block 8, the switch switches to the state in which the output of the generator 9 is connected to the control input of the resonator 4. The generator 9 generates the signal A (t). duration TC -j (, 5 / ut) where 60o is the carrier frequency. Generator 9 can be performed according to one of the schemes given in f6j. At the end of the pulse A (t), at the time, the generator 9 starts up again. At the same time, its output in the switch 7 is connected to the second input of the multiplier 3. Simultaneously, the function converter 6 is started by the pulse of the block 8, for example, A signal generator of a special form, G6-27. An output signal with an energy spectrum of four kinds can be obtained. Functional Converter 6 generates a signal H (). This signal is sent to modulator 2, made according to one of the schemes given in 7. In modulator 2, the noise signal is multiplied () from the noise source 1 with the signal of the functional converter 6. The signal (jUot) should have a normal law distribution and uniform energy spectrum. Such a signal can 64 be received from a standard G2-37 noise generator. The output signal of the modulator 2 is fed to the skin core 3, where it is multiplied by A (t) and then fed to the information input of the resonator 4. Then at time t, block 8, the switch 7 is fed an auxiliary control pulse of duration Tg (). In the switch 7, the output of the synchronizer 8 is connected to the control input of the resonator 4 and an auxiliary pulse passes to the resonator 4. At the moment Z.T4, a stimulated spin echo signal 4j appears at the output of the resonator 4. Simultaneously, i.e. at the moment, the pulse of the synchronization unit 8 starts the generator 9 for the third time. Its output in switch 7 is connected to the second input of multiplier 5. Multipliers 3 and 5 can be made according to the schemes given in 7j and 8. Actually, the resonator is a toroidal core of material (working substance) with nuclear magnetic resonance 5, on which are wound 3LC low quality circuits: input, control, and output. The frequency settings of the circuits are the same and equal to the average frequency of the resonant characteristics of the working substance. In multiplier 5, the output signal of the resonator 4 multiplies with the signal A (t). From the output of the second multiplier 5, the signal S (t) is removed. This is where the generator cycle ends. Switch 7 is a pulse distributor in the form of a binary counter for 4 and a binary decimal decoder, and five analog switches. Analog keys can be performed according to one of the schemes given in (U) and OB. Synchronization unit 8 is a pre-pulse pulse generator, for example P5-60. This circumstance favorably distinguishes the proposed device from the well-known one, since it makes it possible, with the same amount of errors in the formation of the energy spectrum, to significantly reduce the requirements for accuracy and stability of the chirp signal generator and ultimately reduce labor and material 511 costs during its design and manufacture. 1 .. An additional advantage of the synthesizer is the possibility of obtaining realizations of the output signal of long duration, up to 10 ° C, which is excluded in the known device, due to the absence of dispersion delay lines with the necessary parameters for this. . 066 The economic effect of using the proposed synthesizer will be determined (due to its high accuracy) by reducing labor costs when setting up various instruments (correlometers, radio altimeters, etc.) with its help. A specific assessment of this component of economic efficiency will be possible after the manufacture of a prototype synthesizer.

Claims

A NORMAL RANDOM SIGNAL GENERATOR WITH A SET ENERGY SPECTRUM, comprising a synchronization unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the inputs of a linear-frequency-modulated oscillation generator and a functional converter, the output of which is connected to a control input of a modulator, the information input of which is connected to the output of a noise source, and the output of the modulator is connected to the first input of the first multiplier, and the second multiplier, the output of which is the output of the generator, characterized in that, with in order to improve accuracy, it contains a resonator and a switch, the first, second and third outputs of which are connected respectively to the first input of the second multiplier, to the control input of the resonator and the second input of the first multiplier, the output of which is connected to the information input of the resonator, the output of which is connected to the second input of the second multiplier, the third output of the synchronization unit is connected to the control input of the switch, the information input of which is connected to the output of the linear frequency-modulated oscillator.

i 1166106