[發(fā)明專利]10MHz帶寬噪聲信號產(chǎn)生裝置及噪聲信號產(chǎn)生方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110362806.1
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102386849A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 付俊;李光燦
• 申請（專利權）人: 貴州航天計量測試技術研究所
• 主分類號: H03B29/00
• 分類號: H03B29/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發(fā)明涉及寬帶噪聲及噪聲信號控制領域，尤其涉及到10MH???z的噪聲信號產(chǎn)生裝置及產(chǎn)生方法。

背景技術

噪聲信號是一種應用極為廣泛的信號，二十世紀，研究人員對噪聲信號開展了廣泛的研究，并提出了很多噪聲模型，尤其高斯白噪聲模型是討論的熱點。

白噪聲是一種理想的隨機信號，它在一定帶寬范圍內，均值為零，功率分布均勻。服從正態(tài)分布或高斯分布的白噪聲，又稱為高斯白噪聲。目前，產(chǎn)生高斯白噪聲信號的方法很多，一般采用某種方式產(chǎn)生隨機序列，再通過一些變換得到。隨機序列可分為兩類：一是真隨機序列，利用二極管、電阻等模擬器件產(chǎn)生，但其隨機特性會發(fā)生漂移，不易控制，且受時間、溫度和其它環(huán)境條件的影響較大。二是偽隨機序列，采用數(shù)字邏輯電路產(chǎn)生，因其具有完全按照確定規(guī)律產(chǎn)生，在同樣條件下可重復獲得，且易于實現(xiàn)等優(yōu)點而被廣泛運用。偽隨機序列有m序列、Gold序列、Walsh序列和R-S序列等，在利用m序列實現(xiàn)高斯白噪聲信號時，為了增大高斯白噪聲信號周期，需要增加m序列偽隨機碼流長度，即增大m序列級數(shù)，從而增加硬件開銷，造成結構復雜。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題：

提供一種10MHz帶寬噪聲信號產(chǎn)生裝置及噪聲信號產(chǎn)生方法，?以解決現(xiàn)有利用m序列實現(xiàn)高斯白噪聲信號時，為了增大高斯白噪聲信號周期，需要增加m序列偽隨機碼流長度，即增大m序列級數(shù)，從而增加硬件開銷，造成結構復雜等問題。

本發(fā)明的技術方案：

一種10MHz帶寬噪聲信號產(chǎn)生裝置，它包含：現(xiàn)場可編程門陣列和數(shù)模轉換器A，現(xiàn)場可編程門陣列與數(shù)模轉換器A通過導線連接，數(shù)模轉換器A與低通濾波器通過導線連接，低通濾波器與放大器Y通過導線連接。

現(xiàn)場可編程門陣列與數(shù)模轉換器B通過導線連接，數(shù)模轉換器B與數(shù)模轉換器A通過導線連接。

數(shù)模轉換器A輸出端與放大器Z輸入端通過導線連接，放大器Z輸出端與數(shù)模轉換器A輸入端通過導線連接。

10MHz帶寬噪聲信號產(chǎn)生裝置的噪聲信號產(chǎn)生方法，它包含下述步驟：

步驟1、現(xiàn)場可編程門陣列通過調節(jié)數(shù)模轉換器B的模擬輸出來控制數(shù)模轉換器A的參考電平，從而實現(xiàn)高斯白噪聲信號幅度可調。

步驟2、通過調整放大器Z使得數(shù)模轉換器A的輸出中心電壓為0V，以實現(xiàn)高斯白噪聲信號的幅度均值為零。

步驟3、現(xiàn)場可編程門陣列通過自帶的鎖相環(huán)PLL對時鐘參考進行四倍頻，將50MHz輸入時鐘信號轉變?yōu)?00MHz工作參考信號。

步驟4、現(xiàn)場可編程門陣列以200MSPS速率產(chǎn)生級數(shù)為20級的m序列偽隨機碼流。

步驟5、采用“有限截取源序列”方法，每個時鐘周期從所述的20個m序列偽隨機碼按照一定規(guī)律截取14個進行數(shù)模轉換。

步驟6、進行反饋移位操作，在下一m序列偽隨機狀態(tài)采用相同的方式進行取碼轉換。

本發(fā)明的有益效果：

與現(xiàn)有技術相比，采用本發(fā)明現(xiàn)場可編程門陣列產(chǎn)生m序列偽隨機碼流，經(jīng)過數(shù)模轉換器A轉換為模擬信號，然后通過低通濾波器濾除高頻分量，最后通過放大器Y放大后輸出高斯白噪聲信號；同時，現(xiàn)場可編程門陣列通過所述的調節(jié)數(shù)模轉換器B的模擬輸出來控制數(shù)模轉換器A的參考電平，從而實現(xiàn)高斯白噪聲信號幅度可調；放大器Z6使得數(shù)模轉換器A2的輸出中心電壓為0V，以確保高斯白噪聲信號的幅度均值為零。利用“有限截取源序列”方法，增加了偽隨機序列的長度，具有結構簡單和實現(xiàn)方便的優(yōu)點。滿足不同場合的需求，擴大了其應用領域，解決了現(xiàn)有利用m序列實現(xiàn)高斯白噪聲信號時，為了增大高斯白噪聲信號周期，需要增加m序列偽隨機碼流長度，即增大m序列級數(shù)，從而增加硬件開銷，造成結構復雜等問題。

附圖說明

圖1?為本發(fā)明原理框圖；

圖2為通過示波器查看到的本發(fā)明產(chǎn)生的高斯白噪聲信號的時域特性圖；

圖3為通過信號分析儀查看到的本發(fā)明產(chǎn)生高斯白噪聲信號在頻域上的平坦度特性圖。

具體實施方式

一種10MHz帶寬噪聲信號產(chǎn)生裝置，它包含（見圖1）：現(xiàn)場可編程門陣列1和數(shù)模轉換器A2，現(xiàn)場可編程門陣列1與數(shù)模轉換器A2通過導線連接，數(shù)模轉換器A2與低通濾波器3通過導線連接，低通濾波器3與放大器Y4通過導線連接。

現(xiàn)場可編程門陣列1與數(shù)模轉換器B5通過導線連接，數(shù)模轉換器B5與數(shù)模轉換器A2通過導線連接，調節(jié)數(shù)模轉換器B5的模擬輸出來控制數(shù)模轉換器A2的參考電平，從而實現(xiàn)高斯白噪聲信號幅度可調。