[其他]多功能隨機信號發(fā)生器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85102755
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102755A
• 公開（公告）日: 1986-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 盧定慶
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06G7/48
• 分類號: G06G7/48
• 代理公司: 四川大學專利事務所
• 代理人: 韓運浦,劉金蓉

多功能隨機信號發(fā)生器是一種能產生多種概率分布和多種相關函數的隨機信號源。

近年來，雷達、通信及生物醫(yī)學工程等領域的技術正飛速發(fā)展，科學研究和生產實際要求設計和制造出具有多種性能和用途的隨機信號發(fā)生器，以解決檢測系統的測試和調試問題以及其它方面的特殊需要。近年來國內外具有多種概率分布的噪聲發(fā)生器，大多是在數字計算機上用紙帶讀入方式或利用偽隨機序列產生隨機噪波，因此隨機性不夠理想，而且產生的噪波帶寬受計算機運算速度的限制，要得到寬帶噪聲，就不得不使用價格昂貴的高速計算機。

據日本《三菱電技報》（1980年7月，第35-37頁）報導，日本研制的《雷達回波模擬器》的雜波發(fā)生器部分，實際上是用計算機實現的，由紙帶讀出器、軟磁盤及微型計算機組成，能產生概率密度為對數-正態(tài)、瑞利、高斯等三種雜波，能產生方位相關雜波。

本發(fā)明采用模擬電路，而且與前述日本的《雷達回波模擬器》的雜波發(fā)生器相比，具有更多的雜波分布種類，除了對數-正態(tài)、正態(tài)和瑞利分布外，還有指數分布、韋布爾（Weibull）分布，輸出隨機信號的相關函數也具有較多的種類：寬帶、窄帶、寬帶和窄帶的疊加。

本發(fā)明的發(fā)明要點在于將正態(tài)分布白噪聲，經各種非線性變換來獲得多種分布的隨機信號。然后通過各種濾波器，獲得各種相關噪波，實測證明，該信號具有良好的隨機性。

附圖1：儀器結構總框圖。

附圖2：韋布爾白噪聲形成器結構框圖。

附圖3：韋布爾白噪聲形成器輸入端隨機信號的概率密度函數及振幅直方圖。

附圖4：韋布爾白噪聲形成器輸入端隨機信號的概率密度函數及振幅直方圖。

附圖5：1/p次律變換器結構方框圖。

附圖6：對數-正態(tài)白噪聲形成器結構框圖。

附圖7：對數-正態(tài)白噪聲形成器輸入端隨機噪聲的概率密度函數及振幅統計直方圖。

附圖8：對數-正態(tài)白噪聲形成器輸出端隨機噪聲的概率密度函數及振幅統計直方圖。

附圖9：相關噪聲形成電路框圖。

附圖10：寬帶和窄帶噪波疊加后的功率譜。

附圖11：韋布爾白噪聲尺度參數測試方案。

附圖12：多功能隨機信號發(fā)生器最佳實施方案線路圖。

圖1所示為本儀器結構框圖，它包括以下幾個部分：正態(tài)白噪聲源〔1、2〕、韋布爾（Weibull）白噪聲形成電路〔3〕、對數正態(tài)白噪聲形成電路〔4〕、相關噪波形成電路〔5〕、功率放大器〔6〕噪聲參數測試電路〔7〕及開關元件〔8、9〕。兩個獨立正態(tài)白噪聲源產生的正態(tài)白噪聲，輸入到韋布爾白噪聲形成電路后，形成韋布爾白噪聲經功放輸出，正態(tài)白噪聲經對數-正態(tài)白噪聲形成電路后，變?yōu)閷?正態(tài)白噪聲經功放輸出。上述三種白噪聲形成電路作用及功放后，儀器即可輸出相應的相關噪波。噪聲參數測試電路，可指示輸出韋布爾白噪聲的形狀及尺度參數以及其它噪波的有效電壓值?，F對儀器各部分分別說明如下：

1、正態(tài)白噪聲源，用以產生正態(tài)分布白噪聲：

精心選擇齊納二極管并讓其工作在噪聲區(qū)，然后將白噪聲電流用晶體管放大，并以射隨器做緩沖級，即可獲得正態(tài)分布白噪聲。在圖13的實施例中，T₁、T₂、D₁、C₁、R₁、R₂、R₃、R₄及T₂、T₄、D₂、C₃、R₅、R₆、R₇、R₈、分別為兩個正態(tài)白噪聲源。在這里，選擇齊納二極管D₁、D₂是個關鍵，可選用2CW59、2CW19等，效果很好。

2、韋布爾（Weibull）噪聲形成電路，用以形成韋布爾白噪聲：

將正態(tài)白噪聲通過一定的非線性變換，即得到韋布爾分布白噪聲，其變換可表達為：

Z＝（X²₁+X²₂）^1/p

式中，X₁及X₂為兩個獨立的正態(tài)白噪聲，p為韋布爾白噪聲形狀參數。