專利名稱：一種數(shù)字式任意概率分布的隨機(jī)信號發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種能產(chǎn)生任意給定概率分布的隨機(jī)信號發(fā)生器。
眾所周知，現(xiàn)有的數(shù)字式隨機(jī)信號發(fā)生器主要是由計(jì)算機(jī)按照一系列復(fù)雜的運(yùn)算，產(chǎn)生任意給定概率分布的數(shù)字式隨機(jī)信號，如需要通過D/A變換器變化為任意給定概率分布的模擬隨機(jī)信號。這種方法的局限性在于需要一臺計(jì)算機(jī)，而且所產(chǎn)生的隨機(jī)信號帶寬受計(jì)算機(jī)速度的限制，尤其當(dāng)隨機(jī)參量的概率分布較為復(fù)雜時(shí)，計(jì)算機(jī)需要經(jīng)過較長時(shí)間才能產(chǎn)生一個(gè)信號值，使隨機(jī)信號的帶寬變窄。
本發(fā)明旨在設(shè)計(jì)一種寬帶的數(shù)字式隨機(jī)信號發(fā)生器，具有易于實(shí)現(xiàn)，帶寬和概率分布任意可控的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是設(shè)計(jì)如附圖一所示的隨機(jī)信號發(fā)生器，其中1是固化了隨機(jī)信號樣本值的存貯器，2為二元隨機(jī)序列發(fā)生器，3是D/A變換器?；驹O(shè)計(jì)構(gòu)思是以二元隨機(jī)序列發(fā)生器產(chǎn)生的均勻分布的隨機(jī)數(shù)字信號作地址去選取固化隨機(jī)信號樣本值存貯器中存放的任意給定概率分布的隨機(jī)信號樣本值，產(chǎn)生任意給定概率分布的數(shù)字隨機(jī)信號，通過D/A變換器則可變換為模擬的隨機(jī)信號。
本發(fā)明固化隨機(jī)信號樣本值隨機(jī)存貯器(1)是將各種概率分布的隨機(jī)信號樣本值存放(固化)在非易失性存儲介質(zhì)中(PROM、EPROM等)。對于某一給定概率分布的隨機(jī)信號，先在幅度上對其進(jìn)行量化(按均勻間隔)，假設(shè)量化為N個(gè)間隔，量化后的信號值為D1、D2……DN，(此數(shù)據(jù)即為將在存貯器內(nèi)存放的數(shù)據(jù))，然后根據(jù)概率密度函數(shù)或分布函數(shù)計(jì)算出隨機(jī)變量在每一間隔出現(xiàn)的概率，以P1、P2……PN表示，顯然∑Pi＝1。假如存貯器中存放M個(gè)數(shù)據(jù)，則M個(gè)數(shù)據(jù)按量化間隔分為N組(每組數(shù)據(jù)不同，數(shù)值不同)，第i組數(shù)據(jù)值為Di，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為MPi個(gè)，把這M個(gè)數(shù)據(jù)按此分組存放后即可，存放時(shí)可順序存放，也可隨機(jī)存放。M越大，量化間隔數(shù)N越高，則產(chǎn)生的隨機(jī)信號越接近于實(shí)際的模擬信號。按此法分段存放其它概率分布的隨機(jī)信號樣本值。
本發(fā)明的二元隨機(jī)序列發(fā)生器(2)，由移位寄存器和異或電路組成(附圖2)，移位寄存器最后兩位經(jīng)異或后送入寄存器的第一位。在一高頻時(shí)鐘Ts的控制下，移位寄存器對異或運(yùn)隨結(jié)果不斷移位，輸出等概率分布的“0”和“1”的二元狀態(tài)序列，可以證明對于K位的移位寄存器，序列的最大長度為2K-1，若K＝50，則長度均為1015，在1000MHz時(shí)鐘Ts控制下，序列的固化期為300小時(shí)，在此情況下可將其看作完全隨機(jī)的信號。在移位寄存器上任取L個(gè)抽頭輸出，組為一個(gè)L位的二進(jìn)制數(shù)，則可得到一個(gè)0至2L-1之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)字信號，以此作為地址信號去選取固化隨機(jī)信號樣本值存貯器中按給定概率分布的隨機(jī)信號樣本值，即可得到所需的隨機(jī)信號?？刂茣r(shí)鐘Ts的頻率，即可產(chǎn)生不同帶寬的隨機(jī)信號。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的隨機(jī)信號的周期與隨機(jī)樣本值存貯器(1)的存貯容量無關(guān)，僅取決于二元偽隨機(jī)序列的周期(由移位寄存器長度而定)，因此，選用較長的移位寄存器，可以得到較長周期的隨機(jī)信號(如前例的K＝50，長度為1015)。并且能產(chǎn)生任意給定概率分布的數(shù)字隨機(jī)信號，通過D/A變換器可將其變換為同樣概率分布的模擬隨機(jī)信號，如果采用的D/A變換器頻率足夠高，則可產(chǎn)生較寬頻譜的隨機(jī)信號。本發(fā)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于實(shí)現(xiàn)，能廣泛地應(yīng)用到信號處理、通訊和雷達(dá)系統(tǒng)研究中，以模擬這些系統(tǒng)的實(shí)際工作環(huán)境。
本發(fā)明有如下附圖

圖1是本發(fā)明的電原理圖其中1是固化隨機(jī)信號樣本值存貯器，2是二元隨機(jī)序列發(fā)生器，3是D/A變換器。
圖2是二元隨機(jī)序列發(fā)生器電原理圖。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是產(chǎn)生一均勻分布的隨機(jī)信號，在EPOM中均勻固化0到255之間的數(shù)，二元隨機(jī)序列發(fā)生器的移位寄存器共由幾個(gè)具有并行置位，并行輸出，串行輸入功能的寄存器串聯(lián)而成，任選寄存器的8個(gè)并行輸出端口作為地址信號，則可產(chǎn)生0到255之間均勻分布的數(shù)字隨機(jī)信號，選用適當(dāng)?shù)腄/A變換器，則可產(chǎn)生256個(gè)間隔均勻分布的模擬隨機(jī)信號。如按上述方法，在存貯器中固化其它概率分布的樣本值，則可產(chǎn)生按給定概率分布的隨機(jī)信號。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式任意概率分布的隨機(jī)信號發(fā)生器，其特征是由二元隨機(jī)序列發(fā)生器(2)產(chǎn)生的L位序列作為地址信號，以選取固化隨機(jī)信號樣本值存貯器(1)中的任意給定概率分布隨機(jī)信號樣本值，產(chǎn)生要求概率分布的數(shù)字隨機(jī)信號，通過D/A變換器(3)變?yōu)橥瑯痈怕史植嫉哪M隨機(jī)信號。
2.按權(quán)利要求1所述的固化隨機(jī)信號樣本值存貯器，其特征是對要求的隨機(jī)信號，在幅度上均勻量化為N個(gè)間隔，量化質(zhì)信號值分別為D1、D2……DN，出現(xiàn)概率分別為P1、P2……PN，若存放M個(gè)數(shù)據(jù)，則存放D1的個(gè)數(shù)為P1M。
3.按權(quán)利要求1、2所述隨機(jī)信號發(fā)生器，其特征是二元隨機(jī)序列發(fā)生器由一個(gè)K位的移位寄存器和一異或門組成，任選L個(gè)抽頭作為地址信號。
4.按權(quán)利要求3所述的移位寄存器，其特征是由幾個(gè)具有并行置位，并行輸出，串行輸入功能的寄存器串聯(lián)而成。
全文摘要
本發(fā)明是利用一個(gè)二元隨機(jī)序列發(fā)生器產(chǎn)生的均勻分布隨機(jī)序列作為地址信號去選取存貯器中的任意給定概率分布隨機(jī)信號樣本值，產(chǎn)生給定概率分布的數(shù)字隨機(jī)信號，再通過D/A變換器產(chǎn)生同樣概率分布的模擬隨機(jī)信號。具有結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，頻帶較寬等優(yōu)點(diǎn)，能廣泛應(yīng)用于信號處理、雷達(dá)和通訊領(lǐng)域。
文檔編號H03K3/84GK1060541SQ9110834
公開日1992年4月22日 申請日期1991年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月16日
發(fā)明者呂明, 張揚(yáng) 申請人:電子科技大學(xué)