Generador pseudo aleatorio

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Universidad de Santiago de Chile
Dpto. Ingeniería Eléctrica
Laboratorio Comunicaciones Digitales

la

Experiencia Nº1:

“GENERADOR DE SECUENCIA PSEUDO-ALEATORIAS Y BER”

Alumno: Leonardo de la Peña M.
Profesor: Miguel de la Sotta C.
Fecha Experiencia: 2/12/2011
Fecha Entrega: 3/12/2011

Introducción
En el siguiente informe, se detallará sobre las actividades realizadasen el primer laboratorio de comunicación digital.
Para poder saber que tan efectivo es un canal físico para transmitir información, se necesita someterlo a una serie de señales aleatorias. Para lo anterior, se buscará entender el funcionamiento de un generador Pseudo-Aleatorio, con el objetivo de determinar la tasa de error de bits o BER (Bit Error Rate).

Objetivos de la Experiencia:
*Simular e implementar generadores de secuencias pseudo-aleatorias (PNs) y probar un generador comercial.

Materiales Utilizados:
* 1 Protoboard
* 2 C.I. 7474
* 1 C.I. 7486
* 1 Generador de funciones
* 1 Osciloscopio
* 1 Analizador de espectro
* 1 Fuente de voltaje continuo
* Sondas y cables de conexión
* CAD MultiSim (WorkBench)
* CAD VisSim

Desarrollodel Laboratorio
Trabajo Previo:
Para esta experiencia se solicitó que se realizara la simulación de un generador pseudo-aleatorio (PN) de 4 etapas y de largo máximo. Esta tarea se realizó en el CAD MultiSim y los resultados se mostraran a continuación.

Simulación:
El circuito simulado es el siguiente.


Este generador PN de 4 etapas consiste en 4 flip flop tipo D, excitados con unclock común (Un generador de señal cuadrada), y que la entrada del primer flip flop (FF1) es retroalimentado con las salidas de los FF3 y FF4. Ya que no se puede dar que las salidas de los flip flop sean 0 simultáneamente, se utilizó una batería de 5[V] para alimentar la entrada del FF1 con un 1 lógico y un switch para después excitar con la retroalimentación.

Con el analizador de señalesdigitales, se obtuvo el gráfico que se mostrara a continuación.


El gráfico en verde, representa el reloj entregado a los flip flop tipo D y el gráfico en rojo, es la señal pseudo-aleatoria generada.

Montaje del circuito:
Como trabajo previo, también se pedía armar el circuito a utilizar en la experiencia. Para esto, se utilizaron los materiales antes mencionados y montando sobre unprotoboard, el circuito se logró ensamblar exitosamente.
El circuito armado es el siguiente:

Para saber si el circuito funcionaba correctamente antes del laboratorio, se probó con los instrumentos necesarios para hacer trabajar el generador PN de 4 etapas.
La siguiente es una imagen con los demás instrumentos (Generador de funciones, fuente de voltaje y osciloscopio:

Trabajo experimental:
Parael laboratorio, primero se utilizó el programa VisSim por su capacidad de realizar el análisis de espectro a señal no-periódicas (acción que no puede realizar el MultiSim). A continuación, se mostrara una imagen con el análisis de espectro de una señal PN con VisSim.

Posteriormente, se revisó el circuito hecho previamente. Para lo anterior, se conecto al generador de señales, a la fuente devoltaje continuo y al osciloscopio. Finalmente, se analizó la señal de salida con el osciloscopio y con el analizador de espectro.
Imagen de lo visto en el Osciloscopio:

Observación: La señal pseudo-aleatoria tiene un largo más corto que el máximo dado por el polinomio de Galois. Esto se debe a que el circuito armado tiene la retroalimentación en las salidas de FF2 y FF3, en vez de tenerla enlas salidas FF3 y FF4.
Imagen de lo visto en el Analizador de Espectro:

Imagen general de la conexión de instrumentos:

Cuestionario
En esta sección se procederá a responder las preguntas que están en la guía de laboratorio.
1.- En la máquina de la figura 1. ¿Cuál es la secuencia a la salida del FF4 si su estado inicial es 1100?
t=0 | 1100 |
t=1 | 1110 |
t=2 | 0111 |
t=3 | 0011...
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