一類(lèi)序列信號檢測器的設計

摘要：介紹了一種二進(jìn)制序列信號檢測器的3種設計方法，該電路可應用于安全防盜、密碼認證等加密場(chǎng)合，以及在海量數據中對敏感信息的自動(dòng)偵聽(tīng)。電路采用數字系統設計方法，步驟程序化，電路可靠性高。
關(guān)鍵詞：序列信號檢測；數字電路；自動(dòng)偵聽(tīng)

二進(jìn)制序列信號檢測器是一種能夠檢測輸入的一串二進(jìn)制編碼，當該二進(jìn)制碼與事先設定的碼一致時(shí)，檢測電路輸出高電平，否則輸出低電平。該檢測電路可廣泛用于日常生產(chǎn)、生活及軍事。例如，可以用在密碼認證中，當輸入密碼與事先設定的密碼一致時(shí)，認證成功。再如在軍事領(lǐng)域，比較關(guān)心的是敵方通信中某些感興趣的內容，而通信數據是海量且加密的，沒(méi)有必要一一破譯，只要破譯部分關(guān)鍵詞后，就可在偵聽(tīng)過(guò)程中，只檢測這些關(guān)鍵詞，一旦偵聽(tīng)到，立即啟動(dòng)記錄儀，記錄關(guān)鍵詞時(shí)段的通信內容加以解密。在許多電子技術(shù)資料中也有一些序列信號檢測電路的設計，但設計方法單一、擴展性不強。下面通過(guò)實(shí)例來(lái)說(shuō)明電路的3種設計方法。
設計任務(wù)：設計一個(gè)二進(jìn)制序列信號檢測器，它有一個(gè)輸入X，當接收到的序列為1001，則在上述序列輸入最后一個(gè)1的同時(shí)，電路輸出Z=1，否則輸出為0，輸入序列可以重疊。例如：當輸入X的序列為0100100101001(首位在左)，對應輸出Z=0000100100001。

1 用分立觸發(fā)器設計
觸發(fā)器的種類(lèi)很多，其中雙端輸入的JK觸發(fā)器和單端輸入的D觸發(fā)器最具代表性。由于用D觸發(fā)器設計的電路更為簡(jiǎn)單，故采用它來(lái)設計電路。
1．1 邏輯抽象
由于待檢測的序列為1001，故設電路在一直輸入0時(shí)的狀態(tài)為S0，輸入一個(gè)1以后的狀態(tài)為S1，連續輸入10以后的狀態(tài)為S2，連續輸入100后的狀態(tài)為S3，連續輸入1001后的狀態(tài)為S4。于是得到狀態(tài)轉換如圖1所示。

選取第1、3行解釋其原理：S0表示接收到的是0，當在此基礎上再接收到一個(gè)0后變?yōu)?0，而需要檢測的序列是1001，所以電路狀態(tài)仍然停留在S0上；當電路在S0的基礎上接收到1后表示接收到1001序列中的第一個(gè)1，于是電路狀態(tài)轉為S1。同理S2表示已經(jīng)接收到10，當在此基礎上接收到0后變?yōu)?00，電路轉到S3，但是接收到1后則變?yōu)?01，于是前面接收的兩位代碼失去作用，只有第3位的1可作為1001的第一位，所以電路狀態(tài)轉回S1。