一类序列信号检测器的设计

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摘要:介绍了一种二进制序列信号检测器的3种设计方法,该电路可应用于安全防盗、密码认证等加密场合,以及在海量数据中对敏感信息的自动侦听。电路采用数字系统设计方法,步骤程序化,电路可靠性高。
关键词:序列信号检测;数字电路;自动侦听

    二进制序列信号检测器是一种能够检测输入的一串二进制编码,当该二进制码与事先设定的码一致时,检测电路输出高电平,否则输出低电平。该检测电路可广泛用于日常生产、生活及军事。例如,可以用在密码认证中,当输入密码与事先设定的密码一致时,认证成功。再如在军事领域,比较关心的是敌方通信中某些感兴趣的内容,而通信数据是海量且加密的,没有必要一一破译,只要破译部分关键词后,就可在侦听过程中,只检测这些关键词,一旦侦听到,立即启动记录仪,记录关键词时段的通信内容加以解密。在许多电子技术资料中也有一些序列信号检测电路的设计,但设计方法单一、扩展性不强。下面通过实例来说明电路的3种设计方法。
    设计任务:设计一个二进制序列信号检测器,它有一个输入X,当接收到的序列为1001,则在上述序列输入最后一个1的同时,电路输出Z=1,否则输出为0,输入序列可以重叠。例如:当输入X的序列为0100100101001(首位在左),对应输出Z=0000100100001。

1 用分立触发器设计
    触发器的种类很多,其中双端输入的JK触发器和单端输入的D触发器最具代表性。由于用D触发器设计的电路更为简单,故采用它来设计电路。
1.1 逻辑抽象
    由于待检测的序列为1001,故设电路在一直输入0时的状态为S0,输入一个1以后的状态为S1,连续输入10以后的状态为S2,连续输入100后的状态为S3,连续输入1001后的状态为S4。于是得到状态转换如图1所示。


    选取第1、3行解释其原理:S0表示接收到的是0,当在此基础上再接收到一个0后变为00,而需要检测的序列是1001,所以电路状态仍然停留在S0上;当电路在S0的基础上接收到1后表示接收到1001序列中的第一个1,于是电路状态转为S1。同理S2表示已经接收到10,当在此基础上接收到0后变为100,电路转到S3,但是接收到1后则变为101,于是前面接收的两位代码失去作用,只有第3位的1可作为1001的第一位,所以电路状态转回S1。