Функциональный преобразователь напряжение-вероятность

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ - ВЕРОЯТНОСТЬ, содержащий генератор случайных чисел Uon и компаратор, первый вход которого является входом устройства, a выход выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, он дополнительно содержит блок умножения , интегратор и квадратор, вход которого соединен с выходом компаратора, a выход - с информационным входом интегратора, вход опорного напряжения которого-является вторым входом устройства, выход интегратора соединен с первьм входом блока умножения , второй вход которого подключен к выходу генератора случайных чисел, i (Л a выход - к второму входу компаратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК (191 01) 3(Я) G 06 Р 7/02

;1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3568243/18-24 (22) 22.03.83 (46) 15.08.84. Бил. ¹ 30 (72) С.Н. Бондаренко, Г.Д. Фесивский и А.Е. Эйдельман (71) Донецкий государственный университет (53) 681.3(088.8) (56) 1. Патент ClllA и - 3835452, кл. G 06 F 7/02, опублик. 1973.

2. Патент Франции ¹ 2172032, кл. Н 03 К 13/00, опублик. 1973 (про. тотип). (54)(57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИŠ— ВЕРОЯТНОСТЬ, содержап1ий генератор случайных чисел и компаратор, первый вход которого является входом устройства, а выходвыходом устройства, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, он

Ф дополнительно содержит блок умножения, интегратор и квадратор, вход которого соединен с выходом компаратора, а выход — с информационным входом интегратора, вход опорного напряжения которого является вторым входом устройства, выход интегратора соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу генератора случайных чисел, а выход — к второму входу компаратора.

1108

Изобретение относится к области специализированных средств вычисли-! тельной техники, в частности к преобразователям аналогового напряжения в случайную последовательность импульсов, Преобразователь может найти применение в автоматике, гидро- и аэро. динамике, радиоэлектронике и в других областях науки и техники, где необходимо применение специализированных вычислителей для определения статистических характеристик.

Преобразователь предназначен для преобразования входного аналогового сигнала в случайную последовательность импульсов, вероятность появления которых пропорциональна значению входного сигнала.

Известно устройство кодирования 20 цифровой информации, содержащее генератор случайных чисел и схему сравнения. Последняя воспринимает двоичные разряды информации на одну группу своих входов и случайные двоичные 25 сигналы на другую. Выходной сигнал схемы сравнения передается на один из двух выходных проводов кодирующей системы. Закодированные сигналы могут передаваться в комбинации со знаковым разрядом исходной информации 11.

Недостатком устройства является ограниченный динамический диапазон преобразуемых входных сигналов.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является преобразователь напряжение — вероятность, содержащий аналоговый компаратор, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)

40 и генератор случайных чисел. Кодирование аналогового напряжения осуществляется с помощью компаратора, на который подаются это напряжение и аналоговый шум. Аналоговый шум полу45 чают путем преобразования кода генеf ратора случайных чисел с помощью

ЦАЛ T.21.

436 2 ному отклонению (СКО) входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем,. что функциональный преобразователь напряжение — вероятность, содержащий генератор случайных чисел и компаратор, первый вход которого является входом устройства, а выход— выходом устройства, содержит блок ум- ножения, интегратор и квадратор, вход которого соединен с выходом компаратора, а выход — с информационным входом интегратора, вход опорного напряжения которого является вторым входом устройства, выход .интегратора соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу генератора случайных чисел, а выход — к второму входу компаратора.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Схема содержит генератор 1 случайных чисел, блок 2 умножения, компаратор 3, квадратор 4, интегратор 5.

Входное напряжение Uz поступает на первый вход компаратора 3, на второй вход которого подается напряжение Б аналогового шума, вырабатываемое блоком умножения. Вероятность появления импульсов Р, на выходе компаратора 3 изменяется от 0 до 1 в зависимости от мгновенных значений входного напряжения

Рз Кз Uav, где K-, Р., U — коэффициенты передачи и параметры выходных сигналов

x-ro блока соответственно.

Случайная последовательность импульсов, вероятность появления которых равна Р,, поступает на вход квадратора 4..Импульсы с выхода квадратора 4 H o pHoe H p eHHe Uon поступают на входы интегратора 5.

Недостатком устройства является ограниченный динамический диапазон преобразуемых входных сигналов, что связано с ограниченной разрядностью

ЦАП, вырабатывающего аналоговый шум.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона преобразуемо-55 го входного сигнала. Расширение осуществляется за счет нормирования выходной переменной по среднеквадратичКР, — Uzz =О, (2) Если напряжение U> имеет постоянное значение СКО, то на выходе интегратора 5, включенного в контур отрицательной обратной связи, напряжение изменяется во времени до тех пор, пока на его входе среднее суммарное напряжение становится: равным нулю

1 108436

Составитель В. Гребенщиков

Редактор О. Колесникова Техред С.Легеза Корректор М. Демчик

Заказ 5865/34 Тираж 699

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з где черта означает осреднение;

К вЂ” коэффициент, определяемый формой и длительностью импульсов.

Подставим выражение (1) в выражение (2) и определим коэффициент передачи преобразователя К, >ап з К У ° (3)

Ь к

В соответствии с выражением (1) вероятность Рз на выходе преобразова

10 теля определяется выражением

Кк v" оХ

Динамический диапазон преооразователя ограничен электрическими параметрами примененных в устройстве элементов. Сверху диапазон ограничен максимально допустимым напряжением

Бз на выходе интегратора, а снизу— шумами схемы и чувствительностью компаратора 3. Дополнительное преимущество.преобразователя состоит в том, что он выполняет функцию вольтметра СКО, поскольку выходное напря жение интегратора пропорционально ,СКО входного сигнала.