10MHz带宽噪声信号产生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种10MHz带宽噪声信号产生装置及噪声信号产生方法，它包含：现场可编程门阵列（1）和数模转换器A（2），现场可编程门阵列（1）与数模转换器A（2）通过导线连接，数模转换器A（2）与低通滤波器（3）通过导线连接，低通滤波器（3）与放大器Y（4）通过导线连接；解决了现有利用m序列实现高斯白噪声信号时，为了增大高斯白噪声信号周期，需要增加m序列伪随机码流长度，即增大m序列级数，从而增加硬件开销，造成结构复杂等问题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

10MHz带宽噪声信号产生装置
本技术涉及宽带噪声及噪声信号控制领域，尤其涉及到IOMH ζ的噪声信号产生装置及产生方法。
技术介绍
噪声信号是一种应用极为广泛的信号，二十世纪，研究人员对噪声信号开展了广泛的研究，并提出了很多噪声模型，尤其高斯白噪声模型是讨论的热点。白噪声是一种理想的随机信号，它在一定带宽范围内，均值为零，功率分布均勻。 服从正态分布或高斯分布的白噪声，又称为高斯白噪声。目前，产生高斯白噪声信号的方法很多，一般采用某种方式产生随机序列，再通过一些变换得到。随机序列可分为两类一是真随机序列，利用二极管、电阻等模拟器件产生，但其随机特性会发生漂移，不易控制，且受时间、温度和其它环境条件的影响较大。二是伪随机序列，采用数字逻辑电路产生，因其具有完全按照确定规律产生，在同样条件下可重复获得，且易于实现等优点而被广泛运用。伪随机序列有m序列、Gold序列、Walsh序列和R-S序列等，在利用m序列实现高斯白噪声信号时，为了增大高斯白噪声信号周期，需要增加m序列伪随机码流长度，即增大m序列级数， 从而增加硬件开销，造成结构复杂。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题提供一种IOMHz带宽噪声信号产生装置及噪声信号产生方法，以解决现有利用m 序列实现高斯白噪声信号时，为了增大高斯白噪声信号周期，需要增加m序列伪随机码流长度，即增大m序列级数，从而增加硬件开销，造成结构复杂等问题。本技术的技术方案—种IOMHz带宽噪声信号产生装置，它包含现场可编程门阵列和数模转换器A， 现场可编程门阵列与数模转换器A通过导线连接，数模转换器A与低通滤波器通过导线连接，低通滤波器与放大器Y通过导线连接。现场可编程门阵列与数模转换器B通过导线连接，数模转换器B与数模转换器A 通过导线连接。数模转换器A输出端与放大器Z输入端通过导线连接，放大器Z输出端与数模转换器A输入端通过导线连接。本技术的有益效果与现有技术相比，采用本技术现场可编程门阵列产生m序列伪随机码流，经过数模转换器A转换为模拟信号，然后通过低通滤波器滤除高频分量，最后通过放大器Y放大后输出高斯白噪声信号；同时，现场可编程门阵列通过所述的调节数模转换器B的模拟输出来控制数模转换器A的参考电平，从而实现高斯白噪声信号幅度可调；放大器Z6使得数模转换器A2的输出中心电压为0V，以确保高斯白噪声信号的幅度均值为零。利用“有限3截取源序列”方法，增加了伪随机序列的长度，具有结构简单和实现方便的优点。满足不同场合的需求，扩大了其应用领域，解决了现有利用m序列实现高斯白噪声信号时，为了增大高斯白噪声信号周期，需要增加m序列伪随机码流长度，即增大m序列级数，从而增加硬件开销，造成结构复杂等问题。附图说明图1为本技术原理框图；图2为通过示波器查看到的本技术产生的高斯白噪声信号的时域特性图；图3为通过信号分析仪查看到的本技术产生高斯白噪声信号在频域上的平坦度特性图。具体实施方式一种IOMHz带宽噪声信号产生装置，它包含(见图1):现场可编程门阵列1和数模转换器A2，现场可编程门阵列1与数模转换器A2通过导线连接，数模转换器A2与低通滤波器3通过导线连接，低通滤波器3与放大器W通过导线连接。现场可编程门阵列1与数模转换器B5通过导线连接，数模转换器B5与数模转换器A2通过导线连接，调节数模转换器B5的模拟输出来控制数模转换器A2的参考电平，从而实现高斯白噪声信号幅度可调。数模转换器A2输出端与放大器Z6输入端通过导线连接，放大器Z6输出端与数模转换器A2输入端通过导线连接。放大器Z6使得数模转换器A2的输出中心电压为0V，以确保高斯白噪声信号的幅度均值为零。IOMHz带宽噪声信号产生装置的噪声信号产生方法，它包含下述步骤步骤1、现场可编程门阵列1通过调节数模转换器B5的模拟输出来控制数模转换器A2的参考电平，从而实现高斯白噪声信号幅度可调；步骤2、通过调整放大器Z6使得数模转换器A2的输出中心电压为0V，以实现高斯白噪声信号的幅度均值为零；步骤3、现场可编程门阵列1通过自带的锁相环对时钟参考进行四倍频，将50MHz 输入时钟信号转变为200MHz工作参考信号；步骤4、现场可编程门阵列1以200MSPS速率产生级数为20级的m序列伪随机码流；步骤5、采用“有限截取源序列”方法，每个时钟周期从所述的20个m序列伪随机码按照一定规律截取14个进行数模转换；步骤6、进行反馈移位操作，在下一 m序列伪随机状态采用相同的方式进行取码转换。以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1，现场可编程门阵列1产生m序列伪随机码流，经过数模转换器A2转换为模拟信号，然后通过低通滤波器3滤除高频分量，最后通过放大器W放大后输出高斯白噪声信号；同时，现场可编程门阵列1通过所述的调节数模转换器B5的模拟输出来控制数模转换器A2的参考电平，从而实现高斯白噪声信号幅度可调；放大器Z6使得数模转换器A2的输出中心电压为0V，以确保高斯白噪声信号的幅度均值为零。现场可编程门阵列1通过自带的PLL对时钟参考进行四倍频，将50MHz输入时钟信号转变为200MHz工作参考信号。现场可编程门阵列1以200MSPS速率产生级数为20级的m序列伪随机码流，采用“有限截取源序列”方法，每次从所述的20个m序列伪随机码按照一定规律截取14个进行数模转换。具体做法是，在某一 m序列伪随机状态，当第1次时先取m序列伪随机码流第1位到第14位进行数模转换，当第2次时取第2位到第15位进行数模转换，……，依此约定，直到第7次时，取第7位到第20位进行数模转换，此时，全部 20位m序列伪随机码流均已取遍，然后，进行反馈移位操作，在下一 m序列伪随机状态采用相同的方式进行取码转换。本技术中，m序列的级数n=20，序列长度m=2n_l=1048575，查表，选反馈系数为4001 151 (八进制)。当IOMHz带宽噪声信号产生装置取遍所有可能的m序列初值，共有 221-1=2097151组初值。对于每组确定的初值，m序列长度为1048575，由于在一组确定初值的每个状态下，a.采用常规方法，每个时钟周期从20位m序列码取20位进行数模转换，且在第一个时钟周期内只赋初值，故完成一组初值的反馈移位输出操作需要1048575+1=1048576 个时钟周期。此时，高斯白噪声信号的周期为(1048576X2097151) X b.采用“有限截取源序列”方法，每个时钟周期从20位m序列码取14位进行数模转换，且在第一个时钟周期内只赋初值，故完成一组初值的反馈移位输出操作需要1048575X 7+1=7340026个时钟周期。此时，高斯白噪声信号的周期为 (7340026X2097151) X 对比上述两种方法，b采用“有限截取源序列”方法，无需额外增加硬件开销，即可增加m序列长度，增大高斯白噪声信号周期，结构简单，实现方便，满足一般的使用要求。数模转换器B5选用ADI公司的AD7302。AD7302是8位的数模转换器，用于控制数模转换器A2的参考电平。本文将AD7302的REFIN引脚连接到电源输入引脚VDD=3. 3V, 采用内参考方式给AD7302提供参考电平，此时，AD7302的参考电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付俊，李光灿，
申请(专利权)人：贵州航天计量测试技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：