伪随机测试激励信号设计

FRF测试,参考的选择
H( f ) X ( f ) / F( f )
Response( roving response a column of FRF)
Excitation（roving Hammer a row of FRF)
H1
G fx Gff

F
k 1 m k 1
m
*
( f )X ( f )
设臵启动为Integrated Recorder
连接并检测硬件连接，点击上图 中的图标，打开采集界面
FRF测试
选择前端，根据最大关心频率设臵主采样频率
进入Analyze界面
FRF测试
通道设臵：
1、根据配臵选择开启通道，配臵传感器，量程及DOF 量程需要反复调试，以保证信号的最大信噪比； 2、如果为多参考输入出，注意DOF的选择；
幅值
1阶模态 2阶模态 3阶模态 梁 加速度
Force Force Force Force Force Force Force Force Force Force 力Force
试验模态激励：
1、步进式正弦激励法：从最低频率到最高频率选定足够数目离散的频率值， 每次使用一个频率给出激励信号，测出该激励的稳定响应，在进行下一个频率；
频响函数 固有频率、阻尼、振型
模态试验的基本假设
1、振动系统是线性的，满足叠加原理 任何输入组合引起的输出等于各自输出的组合，在模态试验中首 先检查结构的线性动态特性
2、振动系统是时不变的 结构动态特性不随时间变化的 3、可观测性假设 系统的动态特性所需要的全部数据都是可以测量的，这对选择响 应的自由度非常重要 4、振动系统遵从Maxwell互易性原理 在A点的输入所引起B点的响应等于B点的相同输入所引起的A点的 响应

实验九 用正弦扫频、随机和敲击激励测简支梁的频率响应函数一、实验目的1、了解正弦扫频、随机和敲击激励法的优缺点和使用方法。

2、掌握频率响应函数的定义及测量方法。

3、掌握使用不同激励信号激励时触发方式、平均方式及窗函数等选择方法。

二、实验系统框图三、实验原理频率响应函数的测量是试验模态分析的核心，其测量质量将直接影响模态参数识别的精度。

频率响应函数是指一个机械系统系统输出的傅立叶变换与输入的傅立叶变换的比值，对于单自由度系统，其频率响应函数为()()()X H F ωωω= 而对于多自由度系统，它的频率响应函数为一矩阵，即上式中的任一元素lp H 的表达式为其中，l 为响应点，p 为激励作用点，lp H 表示在p 点作用单位力时，在l 点所引起的响应，即l 和p 两点之间的频响函数。

根据模态分析原理，要识别结构的固有频率，只要测得频响图1-2-18 []111212122212....()::::..n n n n nn H H H H H H H H H H ω⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1()()()()n l lp lr pr r r p X H H F ωωφφωω===∑函数矩阵中任何一个元素即可，但要识别所有模态参数时，必须测得频响函数矩阵中的一行或一列。

由lp H 的表达式可知，要测量矩阵中的一行时，要求拾振点固定不变，轮流激励所有的点，即可求得[()]H ω中的一行，这一行频响函数包含进行模态分析所需要的全部信息。

而要测量[()]H ω中任一列时，则激励点固定不变，而在所有点进行拾振，便可得到[()]H ω中的一列，这一列频响函数也包含进行模态分析所需要的全部信息。

在进行多点拾振时，若传感器足够多，且所有传感器质量加起来比试验物体的质量小很多时，就可安装多个传感器同时拾振，这样可以节省试验时间，且数据的一致性也好；但如果只有一只传感器时，则一个一个点进行测量，这样虽试验时间长一些，但试验成本较低，需保证激励信号的一致性。

３ ． ２ 各 模 块设 计 好的灵活性。
参考文献
级数 （ ｎ ） 可调 的是本设计的核心之一 ，实 现移位寄存器的多级 移位可调 。伪 随机序列 发 生器 可 由 ｍ序列 的特 征 向量 ，根据控 制级数 的输入信号 （ ｎ ） ，产生 ３ ～ １ ６级 的任意一级 的随 机序列 ，产生 的最长 的序 列长度 为 ，基本上 可 以满足一般应用需求。级数控制 输入信号是
学学报 ， ２ ０ １ ２ ．
Ｇｏ ｌ ｄ序列 、Ｍ 序 列等 ，本 文设计 的伪 随机序 列 发生器是 采用 ｍ序 列设计 的。反馈 函数 可
所 输入 的 ３ Ｎ １ ６级 任意 一个 十进制数 。如 图 ２ 所示 ， 级数控 制输入信号到译码器 中进 行译码 ， 将译码的结果传到多路选择器 。通 过多路选择 器进行选择 ，得到不同的移位控制信息，输出 的移位控制信息控制移 位寄存器组 。 核心 ，实现线性反馈线性移 位寄存器 的反馈 系
系数 可 调 的特 性 。
个电路 ，使 用统一 的输入输 出管脚 ，统一 的
输 入时钟信 号 。输入信 号有 ：４位 的级 数 （ ｎ ） 合 。该设 计的电路可以产生 的最长的序列长度 控制输入 、使能控制、输入 时钟、反馈系数控 为 ，可 以满 足大部 分场合 下的要求 。整体 电 制（ ｃ ） ；输 出信号有 ：伪 随机 序列输 出。 电路 路硬件结构简单、 占用的器件 资源少 、具有很 结构如图 １所示。
电力 电子 ・ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
一
种新型基于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ的伪随机序列发生器设计
文／ 赵怡 余 稀
特
用 Ｑ ｕ 路
馈
机
反

二、 游程分布(游程分布的随机性)
游程:一个序列中取值(1 或 0)相同连在一起的元素的统称 游程长度:
分布特性：
１.m序列的一个周期(p=2n-1)中，游程总数为2n-1。
2.当１ <游程长度k ≤n-1,游程数目占总数2-k 当１ ≤k ≤n-2,连“１”和连”０“游程各占一
半
例如 m序列:000111101011001, p=15
cn－1 n
a0
cn＝1 输出 ak
线性反馈移位寄存器
它是由n级移位寄存器、时钟发生器（图中未画出）
及一些异或电路连接而成。图中ai(i＝1,2,…..n-1)
为某一级移存器状态，Ci表示反馈线连接状态: Ci＝１，表示反馈线通，参与反馈； Ci＝０，表示断开，不参与反馈。 C0 =Cn=１。
１.
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
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1
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1
0
1
1
0
1
15位
0
1
1
0
ak 0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
需要自己推导一下
0
0
0
1
1
0
0
0
… … … …
说明：
1.为了m序列发生器组成尽量简单， 就使用项数少的那些本原多项式。
2.本原多项式的递多项式也是本原 多项式，表中每一项多项式可组成 两种发生器。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信0801指导教师：苏扬工作单位：信息工程学院题目：伪随机序列的产生及应用设计初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。

要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计伪随机码电路：产生八位伪随机序列（如M序列、Gold序列等）；2、了解D/A的工作原理及使用方法，将伪随机序列输入D/A中（如DAC0808），观察其模拟信号的特性；3、分析信号源的特点，使用EWB软件进行仿真；4、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计说明书。

时间安排：二十二周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)1理论基础知识 (1)1.1伪随机序列 (1)1.1.1伪随机序列定义及应用 (1)1.1.2 m序列产生器 (2)1.2芯片介绍 (4)1.2.1移位寄存器74LS194. (4)1.2.2移位寄存器74LS164 (5)1.2.3 D/A转换器DAC0808 (6)2 EWB软件介绍 (8)3设计方案 (9)4 EWB仿真 (11)5电路的安装焊接与调试 (13)6课程设计心得体会 (14)参考文献 (15)附录1 (16)摘要伪随机序列具有良好的随机性和接近于白噪声的相关函数，使其易于从信号或干扰中分离出来。

伪随机序列的可确定性和可重复性，使其易于实现相关接收或匹配接收，因此有良好的抗干扰性能。

伪随机序列的这些特性使得它在伪码测距、导航、遥控遥测、扩频通信、多址通信、分离多径、数据加扰、信号同步、误码测试、线性系统、各种噪声源等方面得到了广泛的应用，特别是作为扩频码在CDMA系统中的应用已成为其中的关键问题。

此次课设根据m序列的产生原理，利用74LS164加少量门电路方法设计了8位m序列发生器。

注 2：本定义摘自 ISO 2041：2009,1.55。
3.4
传递导纳，Yij
transfer mobility，Yij
除了表示结构在预计应用中的正常支撑之外没有其他约束，允许结构上除 j 点外的所有点自由响
应，这时 i 点的速度响应相量与 j 点的激励力相量之比构成的频率响应函数。单位为 m/(N·s)。
monitoring)
ISO 7626-1 机械振动与冲击
机械导纳的试验确定
第一部分：基本术语与定义、传感器特性
(Mechanical vibration and shock-Experimental determination of mechanical mobility-Part
1:Basic terms and definitions, and transducer specifications)
短时间间隔内，激励能量集中在其扫描的频带内。
6.2.4 平稳随机激励
平稳随机激励的波形没有显式数学表达式，但具有一定的统计性质。激励信号谱用激励
力的谱密度来表示，9.4.3 推荐了把激励集中在关注的频率范围内以形成谱密度的方法。这
样，可同时激励起这个频率范围内的所有模态。
6.2.5 其他激励波形
6.2.5.1 概述
3.2
导纳 mobility
机械导纳 mechanical mobility
机械系统中一点的速度与该点或另一点施加的激振力的复数比。
注 1：除了结构在使用中正常支撑表现的约束之外，结构上所有其他测量点没有任何约束，允许其自由响应。此时，
�点的复速度响应与�点处的复激励力的比率，即为导纳。
注 2：术语“点”是指位置和方向。
机械振动与冲击

序列长度
3 7 15 31 63 127 255 511 1023 2047 32767 131071 262143 1048575 2097151 4194303 8388607 33554431 268435455 536870911 2147483647 8589934591 68719476735
y ( t) + n1 ( t)
式中 n1 ( t) 与 n ( t) 的输出一样 , 也是白噪声干扰 。 可见 ,当伪随机信号输入时 ,其互相关函数的计算只 需在一个周期的时间即可 ,即
∫ R xz (τ)
=
1 T
T
z ( t) x ( t - τ) d t
0
综上所述 ,采用伪随机信号代替白噪声信号后 ,
图 5 脉冲响应与互相关函数的关系
3 钻井工程应用
如果把上述伪随机信号加入到文献 [1 ] 中脉冲 响应为 g (τ) 的钻柱系统的输入端 , 则输入 x ( t) 与 被测输出 z ( t) 间互相关函数 R xz (τ) 为
R xz (τ) = R xy (τ) + R xn (τ)
若伪随机信号 x ( t) 大的周期 T 选择比较大 ,以
66 随机信号产生的逻辑框图 。
西南石油学院学报 2000 年
T = NΔt
表 2 4 级移位寄存器各输出状态级
级
状态
数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1 1000100110101111
2 1100010011010111
68
西南石油学院学报 2000 年
变化曲线 。这种测振装置是安装在钻头或钻头附近 底部钻具组合上 ,用无线或有线的方式将钻头振动 信号传输到地面进行处理 。这种方法可以直接测量 钻头或钻具的振动 ,了解钻头在井底的工作状况 、磨 损情况 、以及所钻地层岩性 。

基于FPGA的伪随机序列发生器设计方案1基本概念与应用1)1FSR：线性反馈移位寄存器(1inear feedbackshiftregister,1FSR)是指给定前一状态的输出，将该输出的线性的薮再用作输入的移位寄存器。

异或运算是最常见的单比特线性函数：对寄存器的某些位进行异或操作后作为输入，再对寄存器中的各比特进行整体移位。

1FSR产生的两种形式为伽罗瓦(Ga1ois)和斐波那契(FibonaCCi)两种形式。

也有成为外部(Ex隹rna1)执行方式和内部(Interna1)执行方式。

(1)伽罗瓦方式(Interna1)X0X4X17! ! TepCount ,-Θ□□EF-Γ>4300000000Θ{3B0-*~*DaiaFtowW>)∙ι.x4.χ“(Ga1oisImp1ementation)Ga1ois方式特征数据的方向从左至右，反馈线路是从右至左。

其中XCo项(本原多项式里面的T'这一项)作为起始项。

按照本原多项式的指示确定异或门(XOR)在移位寄存器电路上的位置。

如上图所示XM。

因此Ga1ois方式也有人称作线内或模类型(M-型)1FSRo(2)斐波那契方式(Externa1)TapCountB*0;E3t3-⅛QEHIH30GHZHHDGIFSHpcivncrTMrig(M)-X14.X,>♦X n»1(Fibonacciimp1ementation)从图中我们可以看到Fibonacci方式的数学流向和反馈形式是恰好跟Ga1ois方式相反的，按照本原多项式，其中XCO这一项作为最后一项，这里需要一个XOR∏,将本原多项式中所给的taps来设定它的异或方式。

因此Fibonacci方式也被叫做线外或者简型(S-型)1FSR。

2)本原多项式本原多项式是近世代数中的一个概念，是唯一分解整环上满足所有系数的最大公因数为1的多项式。

本原多项式不等于零，与本原多项式相伴的多项式仍为本原多项式。

振动测试及其信号处理伏晓煜倪青吴靖宇王伟摘要：随着试验条件和技术的不断完善，越来越多的领域需要进行振动测试，尤其是土木工程领域。

本文首先介绍了振动测试的基本内容和测试系统的组成，其次对振动测试中的激励方式进行了简单的概括，最后总结了信号数据的处理一般方法，包括数据的预处理方法、时域处理方法和频域处理方法。

关键词：振动测试测试系统信号处理Vibration Test and Signal processingFu Xiaoyu Ni Qing Wu Jingyu Wang WeiAbstract: Vibration test has been applied in more and more fields, especially in civil engineering, as experiment methods and technology elevated. This paper introduced the contents of vibration test and consists of test system firstly, and generalized the exciting mode subsequently. General methods of vibration signal processing were summarized in the end, including preprocessing, time-domain processing and frequency-domain processing methods.Key words: vibration test; test system; signal processing0 引言研究结构的动态变形和内力是个十分复杂的问题，它不仅与动力荷载的性质、数量、大小、作用方式、变化规律以及结构本身的动力特性有关，还与结构的组成形式、材料性质以及细部构造等密切相关。

伪随机码发生器研究与设计伪随机码发生器是一种通过其中一种算法生成伪随机序列的电子设备或程序。

与真随机数发生器不同，伪随机码发生器是基于确定性算法生成的序列，其看似是随机的，但实际上可以通过逆向计算或算法分析来预测出后续的码值。

1.算法选择：伪随机码发生器的性能很大程度上取决于所选择的算法。

常用的算法包括线性反馈移位寄存器(LFSR)、离散余弦变换(DCT)、线性同余发生器(LCG)等。

研究者可以根据特定需求选择合适的算法，并通过数学分析、理论推导和模拟实验来评估其性能。

2.随机性测试：伪随机码发生器生成的序列是否具备足够的随机性是一个关键问题。

为了评估伪随机码发生器的性能，需要设计合适的随机性测试方法。

常用的测试方法包括统计分析、频谱分析、序列均匀性检测、序列独立性检验等。

3.秘密性与安全性：在密码学应用中，伪随机码发生器的秘密性和安全性是非常重要的。

秘密性指发生器的设计和参数应保密，只有掌握这些信息的人才能伪装成合法用户。

安全性指发生器生成的序列在密码攻击下能够抵抗各种攻击手段。

确保秘密性和安全性需要对伪随机码发生器进行全面的安全性分析和风险评估，以便发现可能存在的漏洞和弱点，并采取相应的安全措施和改进措施。

4.性能优化：伪随机码发生器的性能包括生成速度、存储空间和计算复杂度等方面。

研究者需要在保证安全性的前提下，尽可能提高伪随机码发生器的性能。

这包括改进算法、优化参数选择、使用硬件加速等。

总结起来，伪随机码发生器的研究与设计需要深入理解随机性、密码学和计算机科学等领域的知识，并结合具体应用需求来选择合适的算法和进行性能优化。

通过合理的算法设计、随机性测试和安全性分析评估，以及针对性的安全措施和改进措施，可以设计出安全可靠的伪随机码发生器。

实验九 用正弦扫频‎、随机和敲击‎激励测简支‎梁的频率响‎应函数一、实验目的1、了解正弦扫‎频、随机和敲击‎激励法的优‎缺点和使用‎方法。

2、掌握频率响‎应函数的定‎义及测量方‎法。

3、掌握使用不‎同激励信号‎激励时触发‎方式、平均方式及‎窗函数等选‎择方法。

二、实验系统框‎图三、实验原理频率响应函‎数的测量是‎试验模态分‎析的核心，其测量质量‎将直接影响‎模态参数识‎别的精度。

频率响应函‎数是指一个‎机械系统系‎统输出的傅‎立叶变换与‎输入的傅立‎叶变换的比‎值，对于单自由‎度系统，其频率响应‎函数为()()()X H F ωωω= 而对于多自‎由度系统，它的频率响‎应函数为一‎矩阵，即上式中的任‎一元素的表‎lp H 达式为其中，l 为响应点，p 为激励作用‎点，lp H 表示在点作‎p 用单位力时‎，在点所引起‎l 的响应，即和两点之‎l p 间的频响函‎数。

根据模态分‎析原理，要识别结构‎的固有频率‎，只要测得频‎图1-2-18 []111212122212....()::::..n n n n nn H H H H H H H H H H ω⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1()()()()n l lp lr pr r r p X H H F ωωφφωω===∑响函数矩阵‎中任何一个‎元素即可，但要识别所‎有模态参数‎时，必须测得频‎响函数矩阵‎中的一行或‎一列。

由的表达式‎lp H 可知，要测量矩阵‎中的一行时‎，要求拾振点‎固定不变，轮流激励所‎有的点，即可求得中‎[()]H ω的一行，这一行频响‎函数包含进‎行模态分析‎所需要的全‎部信息。

而要测量中‎[()]H ω任一列时，则激励点固‎定不变，而在所有点‎进行拾振，便可得到中‎[()]H ω的一列，这一列频响‎函数也包含‎进行模态分‎析所需要的‎全部信息。

在进行多点‎拾振时，若传感器足‎够多，且所有传感‎器质量加起‎来比试验物‎体的质量小‎很多时，就可安装多‎个传感器同‎时拾振，这样可以节‎省试验时间‎，且数据的一‎致性也好；但如果只有‎一只传感器‎时，则一个一个‎点进行测量‎，这样虽试验‎时间长一些‎，但试验成本‎较低，需保证激励‎信号的一致‎性。

响应 的差 别 增 大 。伪 随 机 注 入 电流 测 试 法 结 合
把一 个 线 性 时 不 变 （ Ｔ ） 模 拟 待 测 电路 ＬＩ 的 （Ｕ ） Ｃ Ｔ 嵌入 在 Ｄ Ｃ和 Ａ Ｃ之 间， Ａ Ｄ 即可将 此模 拟 Ｃ Ｔ与 Ｄ Ｃ和 Ａ Ｃ一起建 模 为一个 数字 Ｌ Ｉ Ｕ Ａ Ｄ Ｔ 系 统 。Ｄ Ｃ把数字输入 几 转换 为模拟信号 （） Ａ ］ ｔ， Ａ Ｃ把模拟输出 Ｙ ｔ转换成数字输 出 Ｙ 几 。只要 Ｄ （） ［］
］
＋ ｍ— ］ ＋ ｋ ｝＝
２ ［ ｋ 。Ｃ Ｔ的输入与输出的互相关 函数为 ｍ— ］ Ｕ
ｍ一 ＝ｈｍ ｅ ＋ ］ 川 ［ ］ ｔ ∑ ｒ ｘ
（） ３
Ｒ ［ ］＝Ｅ ｛ ］［ ＋，］ ， ｎ ［ Ｙ ｎ ｝
＝
比较 （ ） 和 （ ） 可见 ， ［ 的均 值 和 １式 ３式 Ｒ ｍ］ Ｒ ［ 相等。数 字 Ｌ Ｉ ｍ］ Ｔ 系统完全可用其 冲激 响应 ｈ １ 来描述 ， １ 式可知 ， ／ ＝ ，Ｒ ［ 将与 ［Ｉ Ｔ ］ 由（ ） 若 ． ０ ， ｍ］ ｅ ｈ ｍ 成正 比， ［］ 故可用 ［ 序 列作为分析对象来 ｍ］ 对电路进行测试。其 中序号 ｍ≤Ｋ一１ 即只取 冲激 ， 响应衰减 时问段 内的前 个点 ， 因为对于 ｍ≥ 的 点 ， ［ 已趋于零。 ｍ］
２０ Ｓ ｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０６ ｃ ．Ｔｃ ． ｎｎ ．
采 用距 离分类法 的伪随 机 电流 注 人模拟 电路测 试
董 玮炜 邝继顺 盛 艳
（ 湖南大学计算机与通信学院 ，长沙 ４０８ ） １０２
摘要
把距 离分 类算法同伪随机注入 电流测试 法结合 起来 ， 出 了一 种新 的采用 距离分 类 法 的伪 随机 电流 注入模 拟 电路测 提

１ ５
电信技 术研 究 ３用 Ｆ Ｇ 实现 可配 置 的 ｍ 系列伪码 的生成 Ｐ Ａ
２０ 年 第 ９期 ０８
利用 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ丰富的逻辑门， 寄存器等资源， 通过编程的方法来组合构建 ｍ系列伪码 生成 电路 。使 用 Ｖ ＨＤＬ语言 编程 ，写入芯片 后 ，给 出时钟和 必要 的配置 后就可 以输 出数
国际电信联盟的Ｉｕ Ｔ Ｔ —建议中对使用ｍ 系列进行通信设备测试给出了多种标准建议 ，
但我们在工程实践或实验中常常需要更长周期的Ｐ Ｂ 序列从而能更仔细地检测传输系 ＲＳ 统的性能 。本文介绍一种可配置速率和长度的伪随机序列生成方法。
２ ｍ系列伪 码生成 原理
ｍ 系列伪随机系列的发生器 由 Ｎ级移位寄存器作为主支路，用若干级模２ ＩＨ ］］ 法器和 ／ｊ ］
ｉ ｆＵＤＲＥＧ＝’ ｈｅ ０ｔ ｎ
ｐ Ｒ Ｇ ＜ ｎ Ｅ ｐ Ｒ Ｇ’ｇ・ ｄｗｎｏ ） ｆｂ Ｉ； 移位 寄存器 ｎＥ ＝ｐ Ｒ Ｇ（ｎ Ｅ ｈ ｈｌ ｏ ｔ０ ＆ ｄｋｎ ～ ｉ
ｅ ｆ ｎｄｉ；
ｆｂ ： ｆｒ ｎ Ｅ ｈｇ ｅｅａ ｄｋ ｏ ｉ０ｔ ｐＲ Ｇ’ ｈｇｎｒｅ Ｘｎ ｏ ｉ ｔ
４可变速率配置 速率可变的 Ｐ Ｂ Ｒ Ｓ伪码的生成无法通过简单分频等方法来准确实现 ，尤其是速率的
１ ６
科技 论文
准确度 ，只能通 过高速 频率合 成器件 来实现 。使 用直接数 字频率 合成 （ ＤＳ Ｄ ）技术 能 生
成需要 的时钟 。
Ｄ Ｓ的基本原理为：事先将 ０到 ９ 度的相位以极小的间隔离散化 ，再计算出正弦 Ｄ ０ 信号对应于这些相位的幅度值 ，形成一个幅度 一一相位表 ，并存储在 Ｄ Ｓ Ｄ 器件的 Ｒ Ｍ Ｏ 中。Ｄ Ｓ工作时，每个时钟周期在相位累加器 中对相位进行累加（ Ｄ 累加步进为输入的频

随机信号的测试方法1. 引言随机信号是实际世界中许多系统和现象所表现出来的信号。

与确定性信号相比，随机信号的特点是在统计意义上具有不确定性和不可预测性。

因此，对随机信号进行测试和分析是非常重要的。

本文将介绍随机信号的测试方法，包括生成随机信号的方法、统计特性的测试以及常用的测试工具。

2. 生成随机信号的方法2.1 伪随机数生成器伪随机数生成器是生成随机信号的一种常用方法。

伪随机数生成器通过确定性算法生成看似随机的数值序列，但实际上是确定性地生成的。

常见的伪随机数生成器有线性同余法、梅森旋转算法等。

生成的随机数可以用来模拟真实世界中的随机信号。

2.2 物理随机数生成器物理随机数生成器是利用物理过程的随机性产生随机信号。

物理随机数生成器的输出不是由算法决定的，而是由物理过程本身的特性所决定的。

常见的物理随机数生成器有热噪声随机数发生器、光电效应随机数发生器等。

物理随机数生成器生成的随机信号更加真实和可靠。

3. 统计特性的测试对随机信号进行测试，需要对其统计特性进行评估。

常见的统计特性有均值、方差、自相关函数等。

下面介绍几种常用的统计特性测试方法。

3.1 均值和方差的测试均值和方差是随机信号的两个重要的统计特性。

均值表示信号的平均值，方差表示信号与其均值之间的差异程度。

可以通过对随机信号采样并计算样本均值和样本方差来估计随机信号的均值和方差。

3.2 自相关函数的测试自相关函数描述了信号与其自身在不同时间点的相关性。

可以通过计算随机信号的自相关函数来检测信号的相关性。

自相关函数在时间域和频率域都有不同的表达形式，可以通过傅里叶变换等方法进行计算。

3.3 功率谱密度的测试功率谱密度是描述信号的频域特性的指标。

可以通过对随机信号进行傅里叶变换，并对变换结果取模的平方来计算信号的功率谱密度。

功率谱密度可以反映信号在不同频率上的能量分布情况。

4. 常用的测试工具4.1 MatlabMatlab是一种常用的科学计算软件，它提供了丰富的工具箱和函数用于随机信号的生成、分析和测试。

Ｒ ； 恤ｎｍｙ 】 Ｅ ［— 】［ 】 ｎ
成 ，Ｉ 能有效降低测试成本 ， ＢＳ Ｔ 是近年来研 究的热 点日 。 本文在伪随机 测试的基础 上提 出了新 的混合信号 电路的
ＢＳ ＩＴ方法 ， 避免对 Ａ Ｅ的依 赖 ， 短了测试 时问 ， Ｔ 缩 降低 了测试
成本。
图 １ 测试 原理结构图
ａ ｄ Ａ ｐｉａｉｎ ，０ ８ ４ （ ０ ：７ ８ ． ｎ ｐ ｌ ｔ ｓ２ ０ ，４ ３ ）８ － ９ ｃ ｏ
Ａ ｂ ｔａｃ ： Ｕｓｎ ｐｓ ｕｄ ｓｒ ｔ ｉｇ ｅ ｏ－ｒ ｎ ｍ ｓ ｑ ｎ ｅ ｏ ｔ ｓｉ ｇ ｓｉ ｕ ｕ Ｋ —ｄ ｍｅ ｉ ｎ ｌ ｅ ｔ ｅ ｐａ ｅ ａ ｂｅ ｂｔｉ ｅ ｂ ｃａｃ ｌ ｔｎ ｔ ａ ｄｏ ｅ ｕｅ ｃ ｆ ｒ ｅ ｔｎ ｔｍ ｌ ｓ， ｉ ｎｓｏ ａ ｆ ａｕｒ ｓ ｃ ｃ ｎ ｏ ａ ｎ ｄ ｙ ｌ ｕ ａ ｉｇ ｈｅ
Ｃ ｍ ｕｅ ｎ ｉ ｅｉ ｎ ｐ ｌ ａｏ ｓ ｏ ｐ ｔｒＥ ｇｎ ｒ ｇ ａｄ Ａ ｐｉ ｔ ｎ 计算机 工程 与应用 ｅ ｎ ｃｉ
２ ０ ，４ ３ ） ０ ８４ （０
８ ７
基于伪 随机 测试 的模 数混合信 号 内建 自测试 法
伟 ， 如 巷
Ｌ Ｕ Ｗ ｅ ， Ｅ ｉ Ｉ ｉＬ Ｉ Ｊａ
１ 引言
对于模拟及混合信号电路 ， 一直缺乏能广 泛接受的测试方 法 。随着 Ｓ Ｃ的发展 ， 拟及混合信号 电路在 Ｉ Ｏ 模 ｃ中所 占的 比 重越来越大 ， 对模拟及混合信号 电路测试也就提 出了越 来越 高 的要求ｌ ｌ 用的模拟及混合信号 电路测试方法 多为基于功能 ｌ 。常 的测试 ， 但价格相 当昂贵 。内建 自测试 （ ＩＴ 是指 测试信号 的 ＢＳ ） 产生和测试 响应的分析 以及 测试控制 皆在芯片 内部实现 和完

在 调制解调过程 中， 由于开关尖峰 和 电荷 注入效应 的影响 ， 调制频 率附近的 纹波即残余 失调和残余 的波动幅度 仍然造 成 干扰 。为 了进 一步减 小这种失调的影响 ， 提 出伪随机斩波技 术 ， 利用伪随机信号的相关性可以将周 围环境噪 声降低 ， 尤其
是 残余 失调 的干扰 ， 因此伪 随机 斩波技 术不仅 可 以将 １ ／ ｆ噪声和 运放 失调 降低 ， 还 可 以有 助于减 小残余 失调 。利用上述
ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｓ ｅ ｔ ， ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｓ ｅ ｕ ｄ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｍ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｓ ｅ ｕ ｄ ｏ—ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｍ ｃ ｈ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ — ｇ Ｙ ｍａ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ａ ｍｂ ｉ ｅ ｎ ｔ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ｌ ａ ｏ ｆ ｆ ｓ ｅ ｔ ． Ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ＭＥ ＭＳ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｗ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｃ ａ ｎ ｌ ｏ ｗｅ ｒ １ ／ ｆ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｆ ｆ ｓ ｅ ｔ ， ａ ｌ ｓ ｏ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｈ ｅ ｌ ｐ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ｌ ａ ｏ ｆ ｆ ｓ ｅ ｔ ． Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ， ａ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｈ ａ ｓ １ ２ ０ ｎ Ｖ／ Ｈｚ ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ４ ０ ｄ Ｂ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｄ ｌ ｏ ｏ ｐ ｇ ａ ｉ ｎ ． Ａｓ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ． ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｈ ａ ｓ ａ ｇ ｏ ｏ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｏ ｎ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｆ ｆ －

厅堂声学测量中不同激励声源的比较*孟子厚(中国传媒大学传播声学研究所 北京 100024)[摘要]基於脉冲响应积分的音乐厅和剧院观众厅声学特性的测量目前有三种使用不同激励声源的测试方法：人工脉冲声源、伪随机噪声序列(MLS)、以及用正弦扫频信号。

这些技术各有其优缺点，在实际应用中为了方便根据具体情况选择不同的激励声源，通过在一个音乐厅现场的实测数据比较了三种声源的实测结果，发现对混响时间测量三种不同的激励声源给出的结果基本一致，但是对明晰度和一些其他的指标，脉冲声源给出的结果与用MLS和扫频信号给出的结果有较明显的差别。

对实际中如何选择具体的技术也做了建议。

[关键词] 音乐厅、声学测量、脉冲声源、伪随机噪声、扫频信号Comparison of Acoustic Measurements with Different Sound Sources in a Concert HallMENG Zihou(Communication Acoustics Laboratory, Communication University of China, Beijing 100024) [Abstract] There are three types of sound source for acoustic test in theater and concert hall for the integration of sound impulse response. The sound sources used are the true impulse source, the pseudo random white noise and the sine sweep signal. These techniques are compared, based on our measured data in a multi-purpose concert theater. It was observed that for the reverberation time, the results are the same for the three techniques. But for the clarity and other parameters, the result given by the true impulse source is different from that given by LMS and the sine sweep techniques. Suggestion is made for selecting which of the test techniques.[Key Words] Concert Hall, Acoustic Measurement, Impulse Sound Source, Pseudo Random Noise, Sine Sweep Signal*应用声学 2005年第24卷第1期1、引言自从Schroeder提出基于室内冲击响应函数的反向积分来计算室内能量衰减的方法后[1]，随着数字信号处理技术的进步，目前室内声学特性的测量基本上倾向于采取通过室内冲击响应函数来计算的方法。