Генератор случайных битовых последовательностей

onsemi MC10EL16 MC10EL31

Генераторы случайных битовых последовательностей являются основным оборудованием для создания прототипов и тестирования любой системы передачи данных. Такие генераторы находят применение при измерении коэффициента битовых ошибок (BER) и эффектов, не зависящих от структуры передаваемых данных. К этим эффектам относятся искажения вершин импульсов, случайные флуктуации фронтов импульсов, и джиттер восстановленного синхросигнала. В большинстве подобных генераторов используется псевдослучайная двоичная последовательность, получаемая с помощью сдвигового регистра с соответствующей обратной связью. Таким образом, последовательность имеет ограниченную длину, и генератор непрерывно повторяет одну и ту же комбинацию импульсов. Генератор на Рисунке 1 лишен этого недостатка за счет формирования выходного потока данных на основе случайного шума. В схеме применены быстродействующие логические элементы семейства ECLinPS. Приемник линии MC10EL16 преобразует входной шум в цифровой сигнал. Затем передним фронтом тактового импульса этот случайный сигнал заносится в первый триггер. В идеале этот триггер должен обеспечивать случайную последовательность битов.

Вебинар «Новинки и решения Traco для промышленных и отраслевых приложений» (28.10.2021)

Этот генератор формирует истинно случайные битовые последовательности на частотах до 1 ГГц.
Рисунок 1. Этот генератор формирует истинно случайные битовые последовательности
на частотах до 1 ГГц.

К сожалению, если данные на входе триггера изменяются одновременно с нарастающим фронтом тактового сигнала, триггер может перейти в метастабильное состояние. В результате состояние выхода оказывается неопределенным, что может привести к значительному увеличению задержки распространения и появлению джиттера в сгенерированной битовой последовательности. Второй триггер микросхемы MC10EL31 устраняет проблему джиттера. Мы тестировали генератор с тактовой частотой до 1 ГГц и не обнаружили аномалий в выходной глазковой диаграмме или частотном спектре. Обратите внимание, что устройства ECLinPS – это сверхбыстродействующие микросхемы, поэтому при проектировании печатной платы следует проявлять особую осторожность. Входы и выходы генератора должны иметь 50-омное согласование, все соединения необходимо делать короткими, а питание каждой микросхемы должно быть развязано индивидуальными блокировочными конденсаторами. В качестве источника шума можно использовать схему из [1]. Напряжение источника шума должно находиться в пределах от 100 мВ до 1 В с.к.з., а ширина его частотного спектра должна быть, как минимум, равна значению тактовой частоты.

Ссылки

  1. Lukasz Sliwczynski. «Источник истинно широкополосного шума на основе стабилитрона»

Материалы по теме

  1. Datasheet onsemi MC10EL16
  2. Datasheet onsemi MC10EL31

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Circuit forms random-bit-sequence generator

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

26 предложений от 19 поставщиков
Одноканальный преобразователь уровня с дифференциальным входом и выходом, 8-SOIC N
T-electron
Россия и страны СНГ
MC10EL16D
ON Semiconductor
99 ₽
MC10EL16DG
ON Semiconductor
155 ₽
ЭИК
Россия
MC10EL16DG
ON Semiconductor
от 227 ₽
Десси
Россия
Логическая ИС MC10EL16DR2G
ON Semiconductor
569 ₽
Запись вебинара «Микросхемы для защиты цепей питания: ограничители всплесков напряжения и тока, контроллеры горячей замены, идеальные диоды»
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя