Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Генератор псевдослучайной последовательности



Для генерации М-последовательностей с одним элементом Исключающее ИЛИ получены таблицы подключений входов элемента к выходам Q0,..., QN-1 N-разрядного сдвигающего регистра, обеспечивающих получение псевдослучайной последовательности максимальной длины. Такая таблица приведена на рис.30, а.

На рис.30, б показана схема генератора ПСП при N = 4. Результаты анализа состояний схемы как цифрового автомата сведены в таблицу на рис.30, в. Для каждого текущего состояния дано значение сигнала на входе триггера D0 = Q2 Q3, которое в результате поступления тактового импульса C в следующем состоянии фиксируется на выходе Q0. Остальные триггеры работают аналогично – происходит сдвиг кода D0Q0Q1Q2 в следующем состоянии на один разряд вправо. Всего существует 15 различных состояний регистра. Это максимальное число состояний для N = 4 с элементом Исключающее ИЛИ в цепи обратной связи. Следовательно, период ПСП равен 2N – 1, цифры ПСП повторяются через 2N – 1 тактовых импульсов.

Состояние 0000 не может существовать в регистре и в ПСП, так как попадание в него приводит к блокировке регистра. Состояние 0000 не может измениться, поскольку на вход D0 всегда будет подаваться 0. Для вывода регистра из состояния блокировки при включении питания или в результате сбоя можно использовать специальные сигналы начальной установки (стартовые сигналы). На рис.30, б – это сигнал , поступающий на асинхронные входы принудительной установки триггеров в единичное состояние.

Другой способ вывода регистра из состояния блокировки – дополнение цепи обратной связи генератора (рис.30, б) логической схемой самозапуска. Суть самозапуска генератора (рис.30, б) выявляется при анализе карты Карно (рис.30, г) для функции управления входом D0. Карта Карно составлена по таблице состояний генератора ПСП, в которой отсутствует состояние 0000. Поэтому в соответствующей клетке карты стоит знак факультативности , которому соответствует произвольное значение функции D0. Минимизация по единичным значениям функции D0 без включения факультативной клетки в единичные подкубы соответствует доопределению функции D0 = 0 при текущем состоянии регистра 0000, следовательно, и следующим состоянием регистра будет 0000 – регистр заблокирован.

Чтобы не допустить этого, следует доопределить факультативное значение функции единицей, т.е. положить = 1. Таким образом, при состоянии регистра 0000 D0 = 1 (следующим его состоянием будет 1000) блокировка не происходит.

На рис.30, г для такого варианта построения генератора ПСП приведена карта Карно для функции входа D0 . МДНФ уравнения для этой функции (рис.30, г) определяет структуру схемы обратной связи (рис.30, д), обеспечивающей генератору ПСП свойство самозапуска.

Таблица рис.30, в иллюстрирует эффект от использования генератора ПСП в схеме скремблера и дескремблера рис.29. Для примера взят исходный последовательный сигнал SI1, содержащий длинную серию единиц и подлежащий передаче по каналу связи. В результате скремблирования (перемешивания) на приемную сторону поступает сигнал SI2 = SO1, не содержащий длинных серий единиц, имеющий характер псевдослучайной последовательности. Сигнал SO2 на выходе дескремблера, полученный с использованием идентичного передающему генератора ПСП, полностью повторяет исходный сигнал SI1, т.е. SO2 = SI1.

 

Упражнения

40. Проанализировать работу счетчика, составленного из n

D-триггеров, включенных по схеме сдвигающего регистра.

Для заданной функции управления информационным входом

D0 = f ( Q0 ,...Qn-1 ) получить полный граф переходов счетчика. Определить модуль счета – kсч в рабочем цикле:

а) n = 2,

б) n = 2,

в) n = 3,

г) n = 3,

д) n = 4,

е) n = 4,

ж) n = 5,

41. Проанализировать работу счетчика, составленного из n

JK-триггеров, включенных по схеме сдвигающего регистра. Для заданных функций управления информационными входами J0 = f1 ( Q0 ,...Qn-1 ), K0 = f2 ( Q0 ,...Qn-1 ) получить полный граф переходов счетчика. Определить модуль счета – kсч в рабочем цикле:

а) n = 2,

б) n = 2,

в) n = 3,

г) n = 3,

д) n = 4,

е) n = 4,

ж) n = 5,

42. К выходам Q0,..., QN-1 N-разрядного сдвигающего регистра подключен логический элемент для получения логической функции управляющего входа D0. Получить путем анализа цифровую последовательность, формируемую схемой при подаче синхроимпульсов, определить длину последовательности:

а) N = 4, ;

б) N = 4, ;

в) N = 4, ;

г) N = 5, ;

д) N = 5, ;

е) N = 5, ;

ж) N = 4, ;

з) N = 4, ;

и) N = 4, .

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учеб. пособие для втузов. СПб.: Политехника, 1996.

2.Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2001.

3.Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем: Учеб. пособие для радиотехнич. спец. вузов / Ю.П.Гришин, Ю.М.Казаринов, В.М.Катиков и др.; Под. ред. Ю.М.Казаринова. М.: Высш. шк., 1985.

4.Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. М.: Энергоатомиздат, 1988.

5.Голдсуорт Б. Проектирование цифровых логических устройств: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1985.

ОГЛАВЛЕНИЕ
 
1.КОМБИНАЦИОННЫЕ СХЕМЫ........................................................
  1.1.Основные аксиомы, теоремы и тождества алгебры логики......
          Упражнения ………………………………………………….…
  1.2.Переключательные функции........................................................
  1.3.Не полностью определенные переключательные функции......
          Упражнения ………………………………………………….…
  1.4.Построение комбинационной логической схемы по заданной  
    переключательной функции .........................................................
  1.5.Минимизация переключательных функций с помощью  
    карт Карно ......................................................................................
          Упражнения …………………………………………………….
  1.6.Нормальные формы логических уравнений. Преобразование  
    логических уравнений к заданному базису ................................
  1.7.Скобочные формы логических уравнений.................................
          Упражнения ………………………………………………….…
  1.8.Комбинационные схемы...............................................................
  1.9.Примеры синтеза и анализа комбинационных схем..................
    1.9.1.Полный дешифратор с прямыми выходами.......................
    1.9.2.Полный дешифратор с инверсными выходами..................
    1.9.3.Неполный дешифратор (дешифратор кода Джонсона).....
    1.9.4.Шифратор (4-канальный приоритетный шифратор  
      прерываний)...........................................................................
    1.9.5.Мультиплексор. Мультиплексор-демультиплексор..........
    1.9.6.Синтез КС на мультиплексорах (арифметический  
      сумматор) ...............................................................................
    1.9.7.Преобразователь кода Грея в двоичный код 8-4-2-1.........
    1.9.8.Узел свертки по четности.....................................................
          Упражнения ………………………………………………….…
       
2.ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ
  2.1.Общая структура последовательностного устройства..............
  2.2.Синхронные триггеры ..................................................................
  2.3.Порядок синтеза последовательностного устройства...............
  2.4.Примеры синтеза и анализа последовательностных устройств
    2.4.1.Делитель частоты импульсов на 5 (на JK-триггерах)........
    2.4.2.Синхронный недвоичный счетчик (на JK-триггерах)........
    2.4.3.Сдвигающий регистр (на D-триггерах)................................
    2.4.4.Скремблер. Дескремблер.......................................................
    2.4.5.Генератор псевдослучайной последовательности………..
          Упражнения ………………………………………………….…
           
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………………………………

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-03-15; Просмотров: 486; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.022 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь