Генератор случайного процесса

 

1. ГЕНЕРАТОР -СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий датчик случайных чисел, вход Опрос которого соединен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом Останов датчика случайных чисел, информационный выход которого соединен с информационньм входом коммутатора, управляющий вход которого подключен к информационному выходу счетчика, сумматор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем расширения частотного диапазона, он содержит группу генераторов синусоидальных сигналов , выходы коммутатора соединены с входами соответствующих генераторов синусоидальных сигналов группы, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом генератора, выход переполнения счетчика соединен с управляющими входами каждого генератора синусоицальных сигналов группы . 2. Генератор по п.1, о т л и чающийся тем, что каждый генератор синусоидальных сигналов содержит два управляемых делителя напряжения , два интегрирующих усилителя , регистр памяти и инвентирующий усилитель, выход которого соединен с входом первого управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с входом первого интегрирующего усилителя, выход которого соеди (Л нен с входом второго управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с входом второго интегрирующего усилителя, выход которого соединен с входом инвертирующего усилителя и является выходом генератора синусоидальных сигналов, входом коО5 торого является вход коммутатора, СО Од выход которого соединен с управляющими входами первого и второго управляемых делителей напряжения, а со управляющие входы первого и второго, интегрирующих усилителей объединены между собой и являются управляющим входом генератора синусоидальных сигналов ,

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(sl) С 06 F 7/58

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3613414/24-24 (22) 29. 06. 83 (46) 23. 06. 85. Бюл. Ф 23 (72) В.В. Бондаренко, С.И. Быковский, Г,Д.Дивин, Н. Ф.Дивина, И,A.Ìàëûøåâ и В ° IO.Матвеев (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 391577, кл. G 06 F 7/58, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3608028/24-24, кл. С 06 F 7/58, 1983 (прототип). (54) (57) 1. ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО

ПРО11ЕССА, содержащий датчик случайных чисел, вход "Опрос" которого со-, единен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом "Останов" датчика случайных чисел, информационный выход которого соединен с информационным входом коммутатора, управляющий вход которого подключен к информационному выходу счетчика, сумматор, о т л и— ч аюшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем расширения частотного. диапазона, он содержит группу генераторов синусоидальных сигналов, выходы коммутатора соединены с входами соответствующих генераторов синусоидальных сигналов группы, выходы которых соединены с соответствую„„SU„„1163323 A щими входами сумматора, выход которого является выходом генератора, выход переполнения счетчика соединен с управляющими входами каждого генератора синусоидальных сигналов группы.

2. Генератор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что каждый генератор синусоидальных сигналов содержит два управляемых делителя напряжения, два интегрирующих усилителя, регистр памяти и инвентирующий усилитель, выход которого соединен с входом первого управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с входом первого интегрирующего усилителя, выход которого соединен с входом второго управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с входом второго интегрирующего усилителя, выход которого соединен с входом инв ртирующего усилителя и является выходом генератора синусоидальных сигналов, входом которого является вход коммутатора, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго управляемых делителей напряжения, а управляющие входы первого и второго. интегрирующих усилителей объединенй между собой и являются управляющим входом генератора синусоидальных сигналов, 1163323 г

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использонано в качестве ист очника случайных сигналов при исследовании надежности, помехоустойчивости систем и S т.п.

Известен генератор случайного процесса, содержащий источники шума, фильтры, сумматор, преобразователь(!).

Однако этот генератор является недостаточно точным и сложным.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор случайного процесса, содержащий датчик случайных чисел, выход ко-15 торого соединен с входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входами ключа и датчика случайных чисел, выход которого соединен с входом коммутатора, другой вход .-20 которого соединен с выходом счетчика, а выходы коммутатора соединены с входами генераторов импульсов, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которого соединен 25 с нходом ключа 12 ).

Однако известный генератор имеет недостаточно широкий спектр частотного диапазона.

Цель изобретения — расширение функЗ0 циональных возможностей генератора путем расширения частотного диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайного процесса, 35 содержащий датчик случайных чисел, вход "Опрос" которого соединен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом

"Останов" датчика случайных чисел, 40 информационный выход которого соединен с информационным входом коммутатора, управляющий вход которого подключен к информационному выходу счетчика, сумматор, введена группа гене- 45 раторов синусоидальных сигналов, выходы коммутатора соединены с входами соответствующих генераторов синусоидальных сигналов группы, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом генератора, выход переполнения счетчика соединен с управляющими входами каждого генератора синусоидальных сигналов группы. 55

Кроме того, каждый генератор синусоидальных сигналов содержит два управляемых делителя напряжения, два т интегрирующих усилителя, регистр памяти и инвертирующий усилитель, Bbl ход которого соединен с входом первого управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с нходом перного интегрирующего усилителя, выход которого соединен с входом второго уттравляемого делителя напряжения, выход которого соединен с входом второго интегрирующего усилителя, выход которого соединен с входом инвертирующего усилителя и является вы .одом генератора синусоидальных сигналов, входом которого является вход коммутатора, ныход которого соединен с управляющими входами пер; ного и второго управляемых делителей напряжения, а управляющие входы первого и второго интеГрирующих усилителей объединены между собой и являются управляющим входом генератора синусоидальных сигналов.

На фиг,1 изображена блок-схема предлагаемого генератора; на фиг.2— кривые реализации процесса; на фиг.3теоретическая оценка спектральной плотности процесса.

Генератор содержит группу генера торов синусоидальных сигналов, в кажIpoM из которых содержатся интегрирую-! щие усилители 1 и 2, Кроме того, генератор содержит датчик 3 случайных чисел с входом "Опрос" 4, счетчик 5 с информационным выходом 6, управляющий вход 7 коммутатора 8, информационный выход 9 датчика 3 случайных чисел, соединенный с информационным входом 10 коммутатора 8. Каждый генератор синусоидальных сигналов содержит также регистр 11 памяти, управляемые делители 12 и 13 напряжения. Счетчик 5 имеет выход 14 переполнения, соединенный с входом 15

"Останов" датчика 3 случайных чисел.

Коммутатор 8 имеет выходы 16. Каждый генератор синусоидальных сигналов имеет инвертирующие усилители 17.

Генератор содержит также сумматор 18 с выходом 1.9.

Работу устройства можно разделить на два этапа.

На первом, подготовительном, этапе осуществляется настройка генегаторов синусоидальных сигналов на частоты, плотность вероятности которых совпадает со спектральной плотностью случайного процесса. На этом этапе интегрирующие усилители 1 и 2 генера1163323 торов синусоидальных сигналов находятся в режиме "Установка начальных условий", причем на первом усилителе задается начальное напряжение, на втором — напряжение, равное нулю. 5

Входы интегрирующих усилителей в

I этом режиме заземлены.

После вычисления датчиком 3 случайных чисел первого случайного числа, соответствующего частоте первого генератора синусоидальных сигналов, на входе "Опрос" 4 датчика 3 случайных чисел появляется сигнал, который поступает на вход счетчика 5. При этом на первом его выходе 6, соединенном .с управляющим входом 7 коммутатора 8, появляется код, соответствующий номеру случайного числа, под действием которого выход 9 датчика 3 случайных чисел через коммутатор 8 подключается к информационному входу

10,и код соответствующий первому случайному числу, запоминается в регистре 11 первого генератора синусоидальных сигналов. Величины чисел цифровых

25 управляемых делчтелей 12 и 13 напряжения устанавливаются равными ш .

При этом u> — значение первого случайного числа, соответствующее частоте первого генератора случайных сигналов; С вЂ” величина емкости в обратной связи интегрирующих усилителей.

Аналогично происходит настройка частот остальных генераторов синусоидальных сигналов. После вычисления З5 и записи в соответствующий запоминающий регистр последнего случайного числа на втором выходе 14 счетчика 5 появляется сигнал, п.-."тупающий на управляющий вход 15 датчика 3 и ос- @» танавливающий его. Этот же сигнал . поступает на управляющие входы 16 генераторов синусоидальных сигналов и переводит интегрирующие усилители из режща "Задание начальных условий1145 в режим "Интегрирование", в котором входы интегрирующих усилителей 1 и 2 подключаются к управляемым делителям

12 и 13 напряжения. При этом интегри. рующие усилители 1 и 2, управляемые делители 12 и 13 напряжения и инвертирующий усилитель 17 образуют схему генерации с нусоидального сигнала.

На этом заканчивается подготовительный этап работы устройства.

На рабочем этапе функционирования выходные сигналы генераторов синусоидальных напряжений подаются на входы сумматора !8 и суммируются в нем.

При этом сигнал на выходе 19 является гауссовским случайным процессом с заданной спектральной плотностью.

Таким образом, введение в систему группы синусоидальных генераторов при соответствующем подключении генератора случайных чисел позволяет воспроизводить многомерные плотности гауссовского случайного процесса, а следовательно, и спектр во всем частотном диапазоне, что ведет к значительному увеличению точности генератора случайного процесса.

Таким образом, предлагаемый генератор позволяет моделировать гауссовский случайный процесс с большой степенью точности воспроизведения спектральной плотности и одно- и двумерных гауссовских плотностей.

Высокая точность воспроизведения спектра в предлагаемом устройстве повышает достоверность статистических HcTIbITGHliH при исследовании изделий на надежность и помехозащищенность. Устройство пригодно для гопряжения с универсальной ЦВМ, например, типа СМ, что позволяет существенно расширить возможности данного класса машин.

Кроме того„случайный процесс, генерируемый устройством, обладает свойствами повторяемости, что бывает важно при проведении статистических исследований изделий, который также можно дифференцировать бесконечное число раэ.

1 63323

Опрос

Фиг.1

1163323

Фиг.2

Составитель А. Карасов

Техред Т.Дубинчак Корректор C.ùåêìàð

Редактор С.Саенко

Филиал ППП "Патент" ° г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4104/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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