一类序列信号检测器的设计

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。