Генератор случайных процессов

 

СОЮЗ COBETCHHX

РЕСПУБЛИН ав аи

Зав G 06 F 7 58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОТ=-ТЕНИЙ И ОТНИЫТИЙ...-: }

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ:---::::,:::„,: Н к вто скомм свидатильству (21) 3373747/18-24 (22) 04.01. 82 (46) 15.06.83. Бюл. М 22 (72) Ю. М. Смирнов, Г. Н. Воробьев, В. В. Сюзев, Е. В. Винокуров и П. Н. Мельников (71) Московское ордена Ленина, ордена

Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени высеаее техническое училище им. Н. Э. Баумана (53) 681.325(088.8), (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 .335684, кл. G 06 F 7/58 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

В 370717, кл. G 06 F 7/58, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

9 532873, кл. G 06 F 7/58, 1975 (прототип) . (54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕС»

СОВ, содержащий датчик случайных чи сап, выходы которог соединены с группой входов блока элементов И соответ. ственно, вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй.н третий выходы которого подключены соответственно к входу генератора базовых функций и к управляюще- му входу блока считывания, выход кото» рого является выходом генератора, а информационный вход блока,считывания подключен к выходу блока суммирования, выходы блока элементов И соединены с соответствующими входами блока памяти, выходы которого соединены с первымн входами соответствующих блоков присвоения знака группы, вторые входы которых являются группой входов генератора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональнык возможностей генератора за счет получения функции спектральной плотности заданного вида и с изменяемой частотой среза, он содержит группу блоков умножения, группу ключей, блок элементов ИЛИ, дешиФратор и счетчик, вход которого является входом генератора, а, выходы Я счетчика через деаифратор и блок эле ментов ИЛИ подключены к управляющим входам соответствующих ключей группы, выходы которых подключены к соответствующим входам блока суммирования, выходы блоков присвоения зна- ка группысоединены спервыми входаеае соответствующих блоковумножения груп-, пы, выходы которых соединены сннформационными входами соответствующих ключей группы, выходы генератора базо" вых функций соединены с вторыми входами соответствующнхблоков умножения группы.

102332а

Подготовка генератора к работе состоит в .следующем.

Генератор настраивается на мак» симальную частоту среза. При этом набор:из m случайных параметров

Ц,» и у;», равных +1, вырабатывается е-разрядным датчиком случайных чисел 1 с учетом следующего правила соответствия: величинам д„или Я», равным +1, соответствует двоичный ход "1" соответствующего разряда датчика 1, а величинам, » или $< -1 соответствуют нулевые состояния этого разряда датчика 1. Выработанное а-разрядное случайное число с по-, мощью блока 2 элементов И по сигналу из блока 7 управления передается

:в блок 3 памяти и запоминается в нем.

По сформированным значениям до, и

:в блоках 4 присвоения знака происходит изменение знаков коэффициентов

О„ и b, величины которых, заранее рассчитанные на основе заданной спектральной плотности процесса, подключаются к соответствующим каналам m-канального входа 15 генераИЪобретение относится к вычислй= тельной технике и может быть испельэовано при моделировании случайных процессов с заданными статистическими характеристиками.

Известен генератор случайных процессов, содержащий генераторы импуль сов, датчики случайных импульсов, элементы И, блок управления и счетчик (1).

Однако известный генератор не ® позволяет формировать случайные процессы с задаваемыми спектральными свойствами.

Известен также генератор случайных процессов, содержащий блок эле- 15 ментов И, датчик случайных чисел, блок памяти, блок управления, блок считывания и блок суммирования p2).

Однако с помощью этого генерато-. ра также невозможно Формировать 2р случайные процессы с заданными спектральными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор случайных процес сов, содержащий датчик -случайных чисел, блок элементов И, блок памяти, генератор базисных функций (функций уолша), блок суммирования, коммутатор, блоки присвоения знака, б ок управления и блок считывания - ЗО с соответствующими связями между ними. При этом каждый блок присвоения знака нключает в себя в каждом разряде по два ключевых элемента, элемент НЕ и блок сумвырования p3).

Известный генератор позволяет воспроизводить случайные процессы с эаданаемыми функциями спектральной плотности, однако с его помощью невозможно воспроизведение случайных процессов с заданной Функцией 40, спектральной плотности и с изменяемой частотой среза, необходимость н которых часто возникает на аракти ке моделирования радиотехнических устройств управления различного класса.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет получения функции спектральной плотности заданного вида и с изменяемой частотой среза.

Поставлейная цель достигается тем, что в генератор случайных про- цессов, содержащий датчик случайных чисел, выходы которого соединены с группой входов. блока элементов

И соответственно, вход которого подключен к первому выходу блока управ ления, второй и третий выходы которого подключены соответственно к входу генератора базовых функций и к управляющему входу блока считы» .вания, выход которого является выходом генератора, а информационный вход блока считывания подключен к 65 выходу блока суммирования, выходы блока элементов И соединены с соответствующими входами блока памяти, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих блокон присвоения знака группы, вторые входы которых являются группой входов генератора, нведены группа блоков умножения, группа ключей, блок элементов ИЛИ, дешифратор и счетчик, вход которого является входом генератора, а выходы счетчика через де- шифратор и блок элементов ИЛИ подключены к управляющим входам соответствующих ключей группы, выходы которых подключены к соответствующим входам блока суммирования, выходы блоков присвоения. знака группы соединены с первыми входами соответствующих блоков умножения группЫ, ныходы которых соединены с информационными входами соответствующих ключей группы, выходы генератора базовых функций соединены с вторыми входами соответствующих блоков умножения группы.

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора, на фиг. 2 - схема блока элементов ЙЛИ.

Генератор. содержит датчик 1 случайных чисел, блок 2 элементов И, блок 3 памяти, группу блоков 4, 4

4 присвоения знака, груйпу блоков 5, 5, ... 5и, умножения, генератор б базовых функций, блок 7 управления, счетчик 6, дешифратор 9, блок 10 элементов ИЛИ вЂ” 10, 10, 10д,, группу ключей 11,, 11

11 м, блок 12 суммирования, блок 13 считывания, выход 14, входы

15 и 16.

3 -1623328

:тора. На е блоках 5 умножения коэф- -- .сигналы на остальные (в-2 г-I) ключи фициенты Ок и bx. умйожаются на со- - -11 (закрывает их) в результате чего ответствующие значения тригономет- . к входам блока 12 суммирования подрических функций, которые вырабаты; клкчены выходы только первых ваются в генераторе 6 базовых функ-. (2r+1) блоков 5 умножения.. ций. Значения аргумента тригономет-: 5 дальнейшая последовательность— рических функций задаются блоком 7 действий генератора иэ а однотипных управления. шагов, на каждом из которых по сигСчетчик 8 служит для формирова- налу иэ блока 7 генератор 6 баэоиия величины r, которая пропорци- вых функций вырабатывает значения ,оиальна частоте. среза процесса Сер . 10 всех m тригонометрических функций (коэффициент пропорциональности 2Т). cos .sin в текущий момент времени а

Величина г заносится в счетчик 8 . илн i, которые поступают на соответчерез вход 16 генератора. Характер ствукюцие входы блок,в 5 умножения, изменения частоты среза случайного . на вторые входы которых уже поданы пРоцесса в ходе испытаний Раднотех- 1g .значениЯ коэффициентов Е <н Ьк, эна-. нической системы определяется спе- ки которых с помощью блоков 4 при.цификой проводимых испытаний, в ко« своения знака в зависимости от эйаторых используется данный генератор, чения соответствующего разряда када с помощью дешнфратора 9 и блока случайного числа в блоке 3 памяти

10 по величине r, сформированной -О либо сохранены (если в разряде код в счетчике 8, вырабатываются раэре- "1", т.е.,Оф у„ ) +1),.либо изме-ШаЮщИЕ СИГНаЛЫ На ПЕРВЫЕ (2 г+1) КЛЮ- НЕНК На ОбратНЫй (Прн. КОДЕ "О", КОГчи 11 (с 1-го по (2г+1)-ый) и запре- да фк (ф„) - -1). Иа выходах е блощающие на остальные ключи(с (2 г+1)-го - ков 5 умножения сформированы соотпо я-ый), в результате .чего к входам >> ветствующие произведения вида блока 12 сую ирования подключаются

3ЦГ выходы только первых (2r+1) блоков p amos — t и у b „s I n t, из

5 УмножениЯ. Таким обРаэом, на блок оторых на входы блока 12 суммрова12 сУммиРованиЯ постУпает только . ния через отк ые ключи 11 поступа(2г+1) пеРвых членов тРигонометРи- ЭО ют только (2Ä+1) первые произвадения, ческих РЯцев. В блоке 12 сУммиРова-. В результате их сммироваиия в блоиня происходит суммирование членов ке 12 рования сформировано знаряда. Блок 13 считывания осуществля- ченне луч йного оцесса в одной:

4 Ь ет подключение выхода блока сум- конкретной точке его интервала.опремирования к выходу 14 генЕра ора. деления..по сигналу иэ блока 7 управления полученное значение случайного

35 ботки УпРавлнющей последовательности процесса через блок 13 счит ания сигналов. выдается на выход 14 генератора с обГенератор "учайных процессов нуленнем блока 12 суирования. На

Работает следУющим обРазом. каж ом из последующх шагов работа

Иа этапе настройки генератора . - 49 на зада""ую спектр ную плотность дл воспроизведения но ой ризазначения коэффициентов ак и 6„ пода- цин случайного процесса с той же ются на соответствующие входы ка спектральной плотностью и той же нвльного входа 15 УстРойства. На частотой среза блок 7 управления

axon 16 reHepaTopa rrocTynaeT seams 4> б б о 3 на г, пдопоРциональнаЯ тРебУемой,. 5 6 и 12 и в абатывает сиги эаf I частоте среза имитируемого процесса, проса на блок 2, с по ью которого котоРаЯ зайисываетсЯ в счетчик 8. в блок 3 памяти пе ес япается новое В первом такте рабочего этапа ге- . случаднбе" -разрядное= исло с датчи-, . нератора блок 7 управления вырабаты-. вает сигналы обнуления бвоков 5 ум. ножения, блока 12. суммирования, бло- .. Изме ение частотй среза для ферми" ка 3 памяти и генератора 6 базовых рования реалиэаций случайнОго. процесфункций (шины обнуления на фиг. 1 са с той же .спектраЛъной плотностью, ие показаны) и выдает сигнал запро- -- --=но другой частотой:среза может быть са на блок 2 элементов и, по которо- 55 выполнено путем подачи нового знаму двоичный код случайного числа, . чения r на вход 16 генератора. выработанного в датчике 1, через В случае необходимости формироваблок .2 передается в -блок 3 памяти, ния процесса с новой функцией спектгде и запоьынается на -время генера- ральной плотности достаточно на вции одной реализации случайного про- 60 канальный вход 15 устройства подать цесса. К этому же моменту дешифратор. другие коэффициенты ек и Ьк.

9 продешифрирует содержимое счетчика

8 и с помощью блока 10 подает разре- Предлагаемый генератор позволяет .шающие сигналы на первые (2 г+1) клю- выполнять все функции известного чи 11 (открывает их) и запрещающие, 65 устройства и, кроме того, дает воз1023328

Составитель А. Карасов

Редактор И.: Бандура Текред A.Ач.

Корректор д, Бокшан

Заказ 4213/33 . Тираж 706

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписнее

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 можность осуществлять воспроизведение случайного процесса с функцией спектральной плотности заданного вида и изменяемой частотой среза,Кроме того, с помощью предлагаемого генератора можно воспроизвести болычев 5 число независимых реализаций случай ного процесса по сравнению с известным. 8 конечном счете это улучшает статистические вероятностные характеристики случайного процесса (что имеет важное значение для практики моделирования) и расмюряет область применения генератора.