Генераторы кодовых комбинаций импульсов
Генераторы кодовых комбинаций импульсов используются для испытаний логических схем, аппаратуры каналов связи с импульсно-кодовой модуляцией, интегральных схем, устройств вычислительной техники. Они выпускаются с устройствами программирования и дистанционного управления параметрами сигналов и используются в автоматических системах различного назначения.
Указанные генераторы могут вырабатывать такие комбинации импульсов, как серии, группы, пакеты и т.п. Кроме того, они могут формировать псевдослучайные последовательности импульсов (ПСП). Большое разнообразие формируемых сигналов не позволяет предложить типовую структурную схему, которая объясняла бы принцип действия генераторов кодовых комбинаций импульсов. Поэтому в качестве примера рассмотрим структурную схему, поясняющую работу генератора ПСП (рисунок 5.8).
Под ПСП понимают последовательность импульсов, соответствующих нулевому и единичному состоянию логических схем. Они формируются генератором ПСП на основе регистров сдвига с соответствующей обратной связью.
Рисунок 5.10 – Генератор ПСП
Такая последовательность импульсов является периодической и получила название М – последовательности. Ее период Tм = (2k – 1)T, где T – период тактового генератора, k – число разрядов сдвигающего регистра. Схема соединения разрядов и их число определяют порядок чередования нулей и единиц. Чем больше разрядов регистра, тем меньше ПСП отличается от случайной последовательности. Поэтому такой генератор может выполнять функции цифрового генератора шумовых сигналов.
На рисунке 5.10 показан 4 – разрядный сдвигающий регистр, который формирует М – последовательность, состоящую из 15 элементов в одном периоде. Регистр имеет четыре триггерных ячейки, соединенных последовательно Q1, Q2, Q3, Q4. Выход регистра Q4 служит выходом генератора. Как известно, сдвигающий регистр представляет собой набор триггерных ячеек, на выходе каждой из которых может быть зафиксирован либо 0, либо 1. Работой регистра управляет генератор тактовых импульсов, которые через вход синхронизации C поступают на все триггеры одновременно. Если триггер находится в положении 0, то тактовый импульс не воздействует на него. В противном случае, т.е. когда триггер находится в положении 1, тактовый импульс переключает его в положение 0. В результате этого в следующем за ним триггере записывается единица.
Тактовые импульсы подаются с частотой F (периодом T) и каждый новый импульс продвигает единицу все дальше по направлению к выходу регистра. Поскольку выходы регистра подключены к сумматору по модулю 2, то после каждого появления не его выходе единицы, она подается на вход D регистра и записывается в первую триггерную ячейку. Очередной тактовый импульс сдвигает ее в следующую ячейку и т.д.
Предположим, что в начальном состоянии в регистре было записано число 1000. С приходом первого тактового импульса это число изменится и станет равным 1100 и т.д. После пятнадцатого импульса вновь образуется число1000. В таблице 5.1 приведены 15 комбинаций чисел в схеме генератора.
Таким образом, на выходе генератора Q4 за один период тактовых импульсов T образуется последовательность нулей и единиц: 000111101011001 (см. последнюю цифру каждой комбинации).
Таблица 5.1 – Комбинации чисел в схеме генератора
№ комбинации |
Число |
№ комбинации |
Число |
№ комбинации |
Число |
1 |
1000 (1) |
6 |
1011 (0) |
11 |
0011 (1) |
2 |
1100 (0) |
7 |
0101 (1) |
12 |
1001 (0) |
3 |
1110 (1) |
8 |
1010 (1) |
13 |
0100 (0) |
4 |
1111 (0) |
9 |
1101 (0) |
14 |
0010 (0) |
5 |
0111 (1) |
10 |
0110 (0) |
15 |
0001 (1) |
В скобках указана цифра, получающаяся на выходе сумматора по модулю 2.