一類序列信號檢測器的設(shè)計

摘要：介紹了一種二進制序列信號檢測器的3種設(shè)計方法，該電路可應(yīng)用于安全防盜、密碼認證等加密場合，以及在海量數(shù)據(jù)中對敏感信息的自動偵聽。電路采用數(shù)字系統(tǒng)設(shè)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(shù)字電路；自動偵聽

二進制序列信號檢測器是一種能夠檢測輸入的一串二進制編碼，當(dāng)該二進制碼與事先設(shè)定的碼一致時，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(dāng)輸入密碼與事先設(shè)定的密碼一致時，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(nèi)容，而通信數(shù)據(jù)是海量且加密的，沒有必要一一破譯，只要破譯部分關(guān)鍵詞后，就可在偵聽過程中，只檢測這些關(guān)鍵詞，一旦偵聽到，立即啟動記錄儀，記錄關(guān)鍵詞時段的通信內(nèi)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(shè)計，但設(shè)計方法單一、擴展性不強。下面通過實例來說明電路的3種設(shè)計方法。
設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一個二進制序列信號檢測器，它有一個輸入X，當(dāng)接收到的序列為1001，則在上述序列輸入最后一個1的同時，電路輸出Z=1，否則輸出為0，輸入序列可以重疊。例如：當(dāng)輸入X的序列為0100100101001(首位在左)，對應(yīng)輸出Z=0000100100001。

1 用分立觸發(fā)器設(shè)計
觸發(fā)器的種類很多，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(shè)計的電路更為簡單，故采用它來設(shè)計電路。
1．1 邏輯抽象
由于待檢測的序列為1001，故設(shè)電路在一直輸入0時的狀態(tài)為S0，輸入一個1以后的狀態(tài)為S1，連續(xù)輸入10以后的狀態(tài)為S2，連續(xù)輸入100后的狀態(tài)為S3，連續(xù)輸入1001后的狀態(tài)為S4。于是得到狀態(tài)轉(zhuǎn)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(dāng)在此基礎(chǔ)上再接收到一個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(dāng)電路在S0的基礎(chǔ)上接收到1后表示接收到1001序列中的第一個1，于是電路狀態(tài)轉(zhuǎn)為S1。同理S2表示已經(jīng)接收到10，當(dāng)在此基礎(chǔ)上接收到0后變?yōu)?00，電路轉(zhuǎn)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(zhuǎn)回S1。