Генератор случайного процесса

 

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА , содержащий источник шума, выход которого соединен с информационным входом первого цифрового фильтра, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот , выход которого является выходом генератора , регистр памяти, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, группа информационных входов которого подключена к выходам соответствующих генераторов импульсов группы, второй коммутатор, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач генератора путем увеличения диапазона настройки генератора по частоте , он содержит второй цифровой фильтр, управляемый счетчик, регистр команд и регистр кода, выход которого соединен с информационным входом второго коммутатора и с информационным входом регистра памяти, выход которого соединен с входом задания коэффициента пересчета управляемого счетчика, выход переполнения которого соединен с тактовым входом первого цифрового фильтра, выход которого соединен с информационным входом второго цифрового фильтра, выход которого соединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя, тактовый вход которого объединен с тактовым входом второго цифрового фильтра и со счетным входом управляемого счетчика и подключен к выходу первого коммутатора, первый вход регист (Л ра команд соединен с управляющим входом второго коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с входами задания коэффициентов соответственно первого и второго цифровых фильтров, входы «Пуск которых подключены к второму выходу регистра команд, третий выход которого подключен к входам «Останов первого и вто1чЭ рого цифровых фильтров, четвертый выход регистра команд соединен с синхронизирующим входом регистра памяти. 00 со Nj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3642759/24-24 (22) 09.09.83 (46) 30.12.85. Бюл. № 48

71) Минский радиотехнический институт

72) А. А. Петровский (53) 681.325 (088.8) (56) Верешкин А. Е., Катковник В. Я. Линейные цифровые фильтры и методы их реализации. М.: Советское радио, 1973, с. 108 — 109.

Авторское свидетельство СССР

¹ 750466, кл. G 06 F 7/58, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 631961, кл. G 06 F 7/58, 1976. (54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий источник шума, выход которого соединен с информационным входом первого цифрового фильтра, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого является выходом генератора, регистр памяти, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, группа информационных входов которого подключена к выходам соответствующих генераторов импульсов группы, второй коммутатор, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач генератора путем увеличеÄÄSUÄÄ 1201834 A

m 4 G 06 F 7/58 ния диапазона настройки генератора по частоте, он содержит второй цифровой фильтр, управляемый счетчик, регистр команд и регистр кода, выход которого соединен с информационным входом второго коммутатора и с информационным входом регистра памяти, выход которого соединен с входом задания коэффициента пересчета управляемого счетчика, выход переполнения которого соединен с тактовым входом первого цифрового фильтра, выход которого соединен с информационным входом второго цифрового фильтра, выход которого соединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя, тактовый вход которого объединен с тактовым входом второго циф. рового фильтра и со счетным входом управ- д ляемого счетчика и подключен к выходу первого коммутатора, первый вход регист- у у ра команд соединен с управляющим входом %ФУ второго коммутатора, первый и второй вы- С ходы которого соединены с входами задания коэффициентов соответственно первого и второго цифровых фильтров, входы «Пуск»вЂ” которых подключены к второму выходу регистра команд, третий выход которого под- ключен к входам «Останов» первого и вто- рого цифровых фильтров, четвертый выход регистра команд соединен с синхронизирую- щим входом регистра памяти.

САР

1201834

Изобрсгеиие относится к вычислительH()A технике и может быть исиользоваио н качестве блока модульной ЭВМ, специализированного блока универсальной ЭВМ, задающей аппаратуры для воспроизведения случайных процессов с заданной спектральной плотностью мощности при построении автоматизированных систем управления испытаниями на случайную вибрацию.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач генератора путем увеличе йия диапазона настройки генератора по частоте.

На фиг. 1 представлена схема предлагаеВ мого генератора случайного процесса; на фиг. 2 — график модуля функции Б(Ж); на фиг. 3 — способ выбора константы С; на фиг. 4 — пример взаимодействия цифровых фильтров в генераторе (штриховыми линиями показана спектральная плотность процесса на выходе генератора случайного процесса).

Генератор содержит второй коммутатор I, цифроаналоговый преобразователь 2, фильтр 3 нижних частот, регистр 4 памяти, дешифратор 5, первый коммутатор 6, группу 7 генераторов импульсов, источник 8 шума, первый цифровой фильтр 9, регистр 10 команд, второй цифровой фильтр 11, управляемый счетчик 12, регистр 13 кода.

Генератор работает следующим образом.

Из регистра 13 кода через коммутатор 1 30 по разреша;эщему сигналу с выхода регист-, ра 10 команд во второй цифровой фильтр 11 записываются коэффициенты передаточной функции соответствующего диапазона согласно выбранной константе С (фиг. 3).

Причем этот диапазон соответствует наиболее;широкополосному случайному процессу, формируемому в данном случае.

По команде регистра 10 через коммутатор 1 в память первого цифрового фильтра 9 записываются параметры весовой функции, щ определяющие вид спектральной плотности. формируемого случайного процесса. В регистр 4 памяти также записывается код, по которому выби раются соответствующие частоты дискретизации.

Содержимое регистра 4 определяет коэф- 45 фициент пересчета счетчика 12. Выходной сигнал дешифратора 5 поступает на управляющий вход коммутатора 6 для выбора соответствующей частоты генераторов ?.

Здесь частота дискретизации определяет 0 разрешающую способность первого цифрового фильтра 9. Частота дескритизации f связана с верхней частотой спектра соглано теореме Котельникова („=1< ° 1

k,=-2,3,....

Таким образом, изменение частоты дискретизации будет менять верхнюю частоту 1 спектра, т. е. будет происходить перестройка генератора по диапазону частот.

Генераторы 7 генерируют сетку частот, которая определяет количество диапазонов перестройки по частоте генератора случайного процесса.

Следует отметить, что количество частотных отсчетов спектральной плотности во всех диапазонах одинаково. Ослабление повторов передаточной функции первого цифрового фильтра 9 во всех диапазонах одинаково. Причем количество диапазонов может быть произвольным, а также возможно испольэовать генератор тактовых частот с плавной регулировкой частоты.

Далее «белый шум» с выхода источника 8 шума поступает на вход первого цифрового фильтра 9, на выходе которого, получается дискретный случайный процесс.

Второй цифровой фильтр 11 отфильтровывает повторы передаточной функции первого цифрового фильтра 9 и формирует дискретный случайный процесс. Он поступает на вход цифроаналогового преобразователя 2, на выходе которого получается непрервный случайный процесс с заданным спектром. На фиг. 4 показан пример вза и модействия первого цифрового фильтра — сплошная кривая, второго цифрового фильтра — пунктирная кривая и цифроаналогового преобразователя с восстанавливающим оператором — схема фиксации нулевого порядка — штрихпунктирная кривая. Заштрихованная часть (на чертеже) показывает результирующий спектр на выходе генератора случайного процесса. ., Используя данный подход для реализации генератора случайного процесса, оказывается возможным в процессе его работы оперативно изменять спектральную плотность мощности и перестраивать генератор по частотному диапазону в широких пределах, путем изменения тактовой частоты при сохранении константы С, особенно в низкочастотную область, что важно для виброиспытаний, так как аналоговых элементов, затрудняющих перестройку, здесь нет.

Вибирая соответетвующим образом передаточную функцию второго цифрового филь» тра l l, можно компенсировать резонансы и провалы амплитудно-частотной характеристики виброустановки в случае использования генератора в качестве задающей части виброиспытательной системы. При этом сократится общее время выхода системы на заданный вибрационный режим при изменении программы испытаниЙ.

l201834

1201834

Z г1

fduH

Л Zr

1 1

®n

àtf tz

Составитель А. Карасов

Редактор Ю. Середа Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 8091/49 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета- СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4