+x"+xlS+xl9。系數(shù)為 3 個(gè)的 25 位 最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器存在4個(gè)m序列。其本原多項(xiàng)式為l+x3+x25、l+x7+x25、l+xis+x25、 l+x22+x25。一個(gè)本原多項(xiàng)式通常存在一個(gè)鏡像本原多項(xiàng)式，運(yùn)兩個(gè)本原多項(xiàng)式系數(shù)的 個(gè)數(shù)相同，系數(shù)的階數(shù)W最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器的位數(shù)對(duì)稱。例如19階本原多項(xiàng)式 l+x+x2+x5+x。與 1+Xi4+x"+xis+x。鏡像，1+X+X2+x6+x。與 1+Xn+x"+xis+xi9鏡像。25 階本原 多項(xiàng)式l+x3+x25與1+X22+x25鏡像，1+X7+x25與1+X1S+X25鏡像。兩個(gè)鏡像的本原多項(xiàng)式生成 的m序列有較強(qiáng)的相關(guān)性。沒有鏡像關(guān)系的本原多項(xiàng)式生成的m序列的互相關(guān)函數(shù)幾乎 為零，可W認(rèn)為是不相關(guān)的。例如本原多項(xiàng)式1 +x+x2+x5+x"、1 +x+x2+x6+x"、1 +x+x4+x6+x"、 1+又3+義4+義6+義19、l+x+x5+x6+xl9、l+x+x4+x7+xl9、l+x5+x6+x7+xl9、l+X+xS+xS+X"、1+義3+義25、1+義7+又25 之間互不相關(guān)。
[0032]m序列的偽隨機(jī)性很好，但它每次只能輸出一位。要想產(chǎn)生一個(gè)多數(shù)據(jù)位的偽隨機(jī) 數(shù)，很自然的想法是從最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器中直接抽取幾位，得到一個(gè)多位的隨機(jī)數(shù)。 圖5是一個(gè)從8位的最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器中得到4位偽隨機(jī)數(shù)的電路示意圖。其線性 反饋邏輯電路對(duì)應(yīng)的本原多項(xiàng)式可選擇1+X2+X3+X4+X8,即a6、曰5、曰4、aO數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)的反饋 線處于連接狀態(tài)。但運(yùn)種方法不好，因?yàn)楸緯r(shí)刻輸出的偽隨機(jī)數(shù)，與下一時(shí)刻輸出的偽隨機(jī) 數(shù)，除一個(gè)數(shù)據(jù)位是新生成的外，其它幾個(gè)數(shù)據(jù)位是相同的，只不過位置偏移了一位。本時(shí) 刻輸出的偽隨機(jī)數(shù)，與下一下一時(shí)刻輸出的偽隨機(jī)數(shù)，除兩個(gè)數(shù)據(jù)位是新生成的外，其它兩 個(gè)數(shù)據(jù)位是相同的，只不過位置偏移了兩位。依次類推。也就是說用運(yùn)種方法生成的偽隨 機(jī)數(shù)前后之間有較強(qiáng)的相關(guān)性，因此其質(zhì)量不夠好。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0033] 本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)據(jù)位數(shù)可選的偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)方法，W解 決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0034] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：
[0035] -種數(shù)據(jù)位數(shù)可選的偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于：采用兩組偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 電路結(jié)構(gòu)時(shí)，基于并行結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器的N。位偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A，生成了m位 的均勻分布偽隨機(jī)數(shù)，記為A比]，W二進(jìn)制表示為Am1比]Am2比]...Al比]A。比];基于并行結(jié) 構(gòu)的Nb位最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器B，生成了m位的均勻分布偽隨機(jī)數(shù)， 記為B比]，W二進(jìn)制表示為Bm1比]Bm2比]...Bi比]B。比];偽隨機(jī)數(shù)A比]與偽隨機(jī)數(shù)B比] 并聯(lián)，生成2m位偽隨機(jī)數(shù)D比]，W二進(jìn)制表示為〇2m1比]〇2m2比]...Di比]D。比];要求偽隨機(jī) 數(shù)發(fā)生器A生成的偽隨機(jī)數(shù)A比]與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器B生成的偽隨機(jī)數(shù)B比]不相關(guān)，即偽 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A的本原多項(xiàng)式與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器B的本原多項(xiàng)式不能是鏡像本原多項(xiàng)式， 由于偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器B之間不相關(guān)，生成的偽隨機(jī)數(shù)D比]中的每一位 是均勻分布的，因此D比]是2m位均勻分布偽隨機(jī)數(shù)；
[0036] 當(dāng)m為偶數(shù)時(shí)，并行結(jié)構(gòu)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A的序列周期為2^3-1，并行結(jié)構(gòu)偽隨機(jī) 數(shù)發(fā)生器B的序列周期為2Wb-l;偽隨機(jī)數(shù)D比]的序列周期為偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A與B序列 周期的最小公倍數(shù)，因此偽隨機(jī)數(shù)D比]的序列周期得到了極大擴(kuò)展。
[0037] 所述的一種數(shù)據(jù)位數(shù)可選的偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于：采用=組偽隨機(jī)數(shù) 發(fā)生器電路結(jié)構(gòu)時(shí)，基于并行結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器的N。位偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A，生成 了m位的均勻分布偽隨機(jī)數(shù)，記為A比];基于并行結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器的Nb位偽 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器B，生成了m位的均勻分布偽隨機(jī)數(shù)，記為B比];基于并行結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)線性反饋 移位寄存器的N。位偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器C，生成了m位的均勻分布偽隨機(jī)數(shù)，記為C比];A比]與 B比]與C比]并聯(lián)，生成3m位的均勻分布偽隨機(jī)數(shù)D比];要求偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A與偽隨機(jī) 數(shù)發(fā)生器B與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器C互不相關(guān)；
[0038] 當(dāng)m為偶數(shù)時(shí)，并行結(jié)構(gòu)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A的序列周期為2^3-1，并行結(jié)構(gòu)偽隨機(jī) 數(shù)發(fā)生器B的序列周期為2Wb-l，并行結(jié)構(gòu)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器C的序列周期為2WE-1;偽隨機(jī)數(shù) D比]的序列周期為偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器A與B與C序列周期的最小公倍數(shù)，因此偽隨機(jī)數(shù)D比] 的序列周期得到了極大擴(kuò)展。
[0039] 本實(shí)用新型對(duì)兩個(gè)W上偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生長(zhǎng)序列周期高速偽隨機(jī) 數(shù)。本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)產(chǎn)生有多個(gè)數(shù)據(jù)位的均勻分布偽隨機(jī)數(shù)，也能產(chǎn)生其它分布的偽隨 機(jī)數(shù)，也能產(chǎn)生寬頻帶的數(shù)字白噪聲信號(hào)，還可產(chǎn)生多種位寬的偽隨機(jī)信號(hào)，其均值、方差 等參數(shù)可調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0040] 圖1固態(tài)噪聲信號(hào)發(fā)生器原理框圖。
[0041] 圖2高斯分布數(shù)字噪聲信號(hào)發(fā)生器原理框圖。
[0042] 圖3二進(jìn)制均勻分布數(shù)字噪聲信號(hào)發(fā)生器原理框圖。
[0043] 圖4最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器原理框圖。
[0044] 圖5從8位最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器抽取4位數(shù)的原理框圖。
[0045] 圖6并行結(jié)構(gòu)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路原理框圖。
[0046] 圖7實(shí)用新型的偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路原理框圖。
[0047] 圖8有S個(gè)電路單元的高速偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路原理框圖。
[004引圖9編碼電路原理框圖。
[0049] 圖10化Sh編碼電路原理框圖。
[0050] 圖11不同分布數(shù)字噪聲信號(hào)產(chǎn)生電路原理框圖。
[0051] 圖12偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路的一個(gè)具體實(shí)施原理框圖。
[0052] 圖13編碼電路的一個(gè)具體實(shí)施原理框圖。
[0053] 圖14偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器輸出電路仿真時(shí)序圖。
[0054] 圖15偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路的另一個(gè)具體實(shí)施原理框圖。
[00巧]圖16編碼電路的另一個(gè)具體實(shí)施原理框圖。
[0056]圖17偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器輸出電路仿真時(shí)序圖。
[0057] 圖18高斯分布噪聲信號(hào)概率密度曲線。
[0058] 圖19高斯分布噪聲信號(hào)累積分布函數(shù)曲線。
[0059] 圖20產(chǎn)生高斯分布噪聲信號(hào)時(shí)查找表中的數(shù)值曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 本實(shí)用新型對(duì)兩個(gè)W上偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生長(zhǎng)序列周期高速偽隨機(jī)數(shù) 的方法；其中每個(gè)偽隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生基于并行結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器電路；要求參與 運(yùn)算的每個(gè)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)數(shù)互不相關(guān)；能實(shí)時(shí)產(chǎn)生有多個(gè)數(shù)據(jù)位的均勻分 布偽隨機(jī)數(shù)；也能產(chǎn)生其它分布的偽隨機(jī)數(shù)；能產(chǎn)生寬頻帶的偽隨機(jī)數(shù)字白噪聲信號(hào)；輸 出數(shù)據(jù)位數(shù)可選擇；其均值、方差等參數(shù)可調(diào)節(jié)。下面闡述本實(shí)用新型的技術(shù)原理。
[0061] 從最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器中抽取幾位數(shù)的方法中相臨偽隨機(jī)數(shù)之間有部分?jǐn)?shù) 據(jù)位是相同的，只不過位置有所偏移，生成的偽隨機(jī)數(shù)質(zhì)量不好，需要做出改進(jìn)。
[0062] 對(duì)于n位的最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器，內(nèi)部寄存器的值表示了電路的狀態(tài) IQ比]}，當(dāng)前時(shí)刻寄存器的值記為Qn1比]、Qn2比]、Qn3比]...Ql比]、Q。比]，Qn比]為
[0063]Qn比]=CiQn1比]出CzQn2比]出CsQn3比]出...出CniQi[k]出CnQo比]
[0064] 下時(shí)刻電路的狀態(tài)記為{Q比H]}，寄存器的值為Q。1比+1]、Q。2比H]、 Qn3 比+1]...Ql比+1]、Qo比+1]，則
[0065] Qn1比+1]=Qn比]
[0066] 9。2比+1]=〇。1比]
[0067] Qn3比+1]=Qn2比]
[0068] Qi比+1]=Qz比]
[006引 Qo比+1]=Qi比]
[0070]Qn比+1] =CiQn1比+1]出CzQn2比+1]出CsQn3比+1]出...出CniQi比+1]出CnQo 比+1]
[0071] 下下時(shí)刻電路的狀態(tài)記為{Q比巧]}，寄存器的值為Q。1比巧]、Q。2比巧]、 Qn3比+2]...Qi比巧]、Qo比巧]，則
[007引Qnl比巧]=Qn比4]
[007引Qn2 比巧]=Qn1比+1]
[0074]Qn3比巧]=Qn2比+1]
[00巧]Qi比巧]=Qz比+1]
[0076]Qo比巧]=Qi比+1]
[00"77]Qn比巧]二CiQn1比+2]?CzQn2比+2]?CsQn3比+2]?...?CniQi比巧]?CnQo比巧]
[0078] 依次類推。如果準(zhǔn)備并行輸出m位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，為了克服前述方法生成偽 隨機(jī)數(shù)的缺點(diǎn)，需要來m個(gè)時(shí)鐘，將電路的狀態(tài)從{Q比]}變?yōu)閧Q比+m]}，寄存器的值為 Qn1[k+m]、Qn2[k+m]、Qn3[k+m]. . .Qi比+m]、Q。比+m]。用運(yùn)種方法生成的m位的二進(jìn)制數(shù)據(jù) 為Qm1[k+m]、Qm2[k+m]、. ..、Qi比+m]、Q。比+m]。運(yùn)樣生成的m位偽隨機(jī)數(shù)前后之間沒有任 何數(shù)據(jù)位是相同的，很好地的克服了數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，偽隨機(jī)數(shù)的質(zhì)量得到了極大改善。 由于每位二進(jìn)制數(shù)"0"與"1"碼元的概率是相同的，因此生成的m位的偽隨機(jī)數(shù)是均勻分 布的。當(dāng)m位的偽隨機(jī)數(shù)看作補(bǔ)碼時(shí)，數(shù)值范圍為[-2"1，2"1-1]。當(dāng)m位的