Генератор импульсного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.f61) 445134 (21) 2819999/18-21

:(22) 24.09.79: (46) 15.06 ° 83. Бюл. В 22 .(72) B.A.Пескин, В.М.Кузнецов и О.И.Дапин (71) Казанский ордена Трудового

Красного. Знамени авиационный институт им. A.Н.Туполева (53) 621.317.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 445134, кл. H 03 K 3/84 1972. (54)(57) 1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ по авт. св. Ф 445134 ..Л0„„, 2 637 А о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучщения статистических характеристик выходного случайного напряжения, в него введен инвертор, вход которого соединен с выходом сумматора по модулю два; а выход подключен к входам формирователей случайного напряжения.

2. Генератор по и. 1,, о т л ич а ю.шийся- тем, что формирователи случайного напряжения выполнены в виде асинхронных элементов задержки с флуктунрующими временными параметрами.

1023637

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительной технике для моделирования случайных процессов.

Известен генератор импульсного напряжения, содержащий формирователи случайного напряжения, выходы каждого из которых через соответствующий ключ подключены к входам сумматора по модулю два 1 ).

Однако в данном генераторе недостаточно высокое качество статистических характеристик выходных сигналов из-за неполного использования свойств сумматора по модулю два.

Цель изобретения — улучшение статистических характеристик выходного случайного напряжения.

Поставленная .цель достигается тем, что в генератор иМпульсного напряжения по авт. св. Р 445134 введен инвертор, вход которого соединен с выходом сумматора по модулю два, а выход подключен к входам формирователей случайного напряжения.

Формирователи случайного напряжения выполнены в виде асинхронных элементов задержки с флуктуирующими временными параметрами.

На чертеже представлена структурная схема генератора.

Генератор содержит формировате" ли 1 случайного напряжения, ключи 2, сумматор 3 по модулю два, инвертор 4.

Формирователи выполнены в виДе асинхронных элементов задержки, время задержки которых не кратно периоду какого-либо периодического процесса. Следовательно, это время задержки является непрерывной (аналоговой) величиной, подверженной влиянию внут >енних и внешних возмущений, т.е. флуктуирующие элементы характеризуются непрерывными случайными значениями времен задержки.

В качестве асинхронных элементов задержки могут быть использованы радиотехническая линия задержки с сосредоточенными параметрами или типа "коаксиальный кабель", асинхронный регистр сдвига, сдвигающий двоичный сигнал "0" и "1" по своей "длине" со скоростью, определяющейся быстродействием элементов регистра, электронный элемент, например логический элемент, в котором используется задержка по включению и выключению (цепочка последовательно соединенных элементов, например элементов НЕ, является по существу примитивным асинхронным регистром сдвига) .

Если число и четное, то генератор. может перейти в устойчивое состояние ("0" на выходе и "1" на всех входах сумматора 3) и, генерация случайного импульсного напряжения прекратится. Благодаря выбору нечетного и наличиюринвертора 4 схема генератора устойчивого состояния не имеет. Например, если на выходе сумматора 3 установится ",0", то на всех его входах в устойчивом состоянии должны бы сформироваться

"1", так так И - нечетнсе число, а это потребует установления "1" на выходе сумматора 3. Пусть на выходе сумматора 3 установилась-"1", то в устойчивом состоянии на его входах должны сформироваться "0", что привело бы к изменению сигнала на "0"

Для эффективной работы предлага. емого генератора необходимо, чтобы задержка этих .асинхронных элементов задержки была неинерционной.

Устройство работает следующим образом.

В силу случайности вреМенных задержек и взаимной иррациональности их отношений одновременное изменение сигналов на выходах двух и более формирователей 1 практически исключается. Изменение сигналов на выходе одного из.формирователей 1 ведет к изменению сигнала на выходе сумматора 3 по подулю два и, следовательно,, на входах всех формирователей 1, tO Случайные импульсные напряжения, действующие в схеме, можно оценить следующими статическими характеристиками: равновероятностью логических уровней "0" и "1" импульсного напря15 жения и о -образностью корреляционных характеристик.

Сумматор 3 по модулю два,формирует на своем выходе случайное импульсное напряжение со статистическими характеристиками лучшими, чем на любом из его выходов. Это случайное импульсное напряжение через инвертор 4 опять подается на входы всех формирователей 1, проходит через них и формируется по амплитуде в ключах 2 соответственно. Благодаря случайности и свойствам иррациональности времени задержки формирователей сигналы на входах сумматоров 3 обладают свойствами статистической неэа30 висимости и на выходе этого сумматора формируется случайное импульсное напряжение с еще лучшими. статистическими характеристиками и т.д.

Через некоторое время на выходе

35 сУмматоРа 3 Установится случайное импульсное напряжение типа обобщенного телеграфного сигнала с равновероятными уровнями "0" и "1" и автокорреляционной функцией близкой по форме к Ю-образной (автокорреляционной функции "белого шума"). Скорость установления предельных характеристик зависит от относительной величины временных флуктуаций и степени ,близости отношений между собой к

45 к иррациональным, а также от коли-, чества каналов И ..

1023637

Составитель Ю. Тюпич

Техред T.Ìàòî÷êà Корректор А. Повх

Редактор О. Колесникова

Заказ 4239/49

Подписное

Тираж 936

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 на выходе сумматора 3 и т. д. Таким образом подобная схема при нечетном н не может описываться статическими логическими уравнениями, что соответствует отсутствию любых устойчивых состояний схемы. 5

При ю =1 схема устройства превращается в обычный генератор прямоугольных импульсов типа "меандр" со слабо флуктуирующими фронтами. 30

Таким образом, в связи с тем, что формирователи 1 выполнены как асинФ хронные элементы задержки наличием временных флуктуаций и иррациональностью в соотношениях средних значег ний этих флуктуаций, генератор генерирует процесс типа случайной асинхронной последовательности логических уровней "0" и "1", а наличие обратной связи в генераторе позволяет осуществить мйогократное суммирование случайных процессов по модулю два, что ведет к улучшению статисти" ческих характеристик выходного напряжения..