Устройство для формирования случайных сигналов

 

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования сигналов с заданным спектром . Опорный сигнал с заданной спек; тральной плотностью мощности формируется формирователем 3 опорного сигнала . Выходной формирователь 4 преобразует этот сигнал методом аппроксимации кривой спектральной плотности мощности ступенчатой кривой) в случайный процесс с заданной спектральной плотностью мощности (например , вида 1/R , при ). Для этого с учетом постоянной величины относительной погрешности аппроксимации устанавлийается необходимое отношение коэффициентов передачи фильтров 11.1-11.6 нижних частот выходного формирователя 4, на выходе которого устанавливается сумматор {2, .обеспечивающий калибровку выходного сигнала . Работу блоков устройства координирует блок 1 управления. Блок 5 контроля осуществляет подсчет и индикацию ч;исла тактовых импульсов за цикл работы устройства, т.е. за период последовательности, сформированной формирователем 3 опорного сигнала . 3 з.п. ф-лы, 1 ил. tC (Л 4 00 to ч 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5П 4 Н 03 К 3/84 (- !Ю4Я ( i3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4213046/24-21 (22) 19.03.87 (46) 23.10.88. Бюл. ¹ 39 (72) В.П. Пиастро, А.А. Рачков, Е.К. Павлов, Е.А. Саломасова и P.B. Яралошвили (53) 621.374.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 953704, кл. Н 03 К 3/84, 1981;

Авторское свидетельство СССР № 392501, кл, G 06 7 15/36, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СЛУЧАЙНЫК CHrmmS (57) Изобретение относится к импульсной технике, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования сигналов с заданным спектром. Опорный сигнал с заданной спек1 ,тральнои плотностью мощности формируется формирователем 3 опорного сиг„„Я0„„3432743 А 1 нала. Выходной формирователь 4 преобразует этот сигнал методом аппроксимации кривой спектральной плотности мощности ступенчатой кривой) в случайный процесс с заданной спек тральной плотностью мощности (например, вида 1/R при с((2), Для этого

d с учетом постоянной величины относительной погрешности аппроксимации устанавливается необходимое отношение коэффициентов передачи фильтров

11.1-11.6 нижних частот выходного формирователя 4, на выходе которого устанавливается сумматор 12, .обеспечивающий калибровку выходного сигнала. Работу блоков устройства координирует блок 1 управления, Блок 5 контроля осуществляет подсчет и индикацию числа тактовых импульсов за цикл работы устройства, т.е. за период последовательности, сформированной формирователем 3 опорного сигнала. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1432743

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в метрологии и при испытаниях систем автоматического управления и радиотехнических систем.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования сигналов,с заданным спектром.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для формирования случайных сигналов.

Устройство содержит блок 1 управления (состоит из частей 1 ° 1 и 1.2), вход которого соединен с выходом генератора 2 тактовых импульсов, формирователь 3 опорного сигнала, выход которого соединен с входом вы- 20 ходкого формирователя 4, блок 5 контроля, вход которого соединен с первым выходом блока 1 управления и с входом синхронизации формирователя 3 опорного сигнала, первый и второй 25 входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока

1 управления, группа входов которого соединена с соответствующими выходами формирователя 3 опорного сигнала.

Блок 1 управления содержит первый и второй триггеры 5 и 7, элемент И 8, дешифратор 9 и элемент ИЛИ 10, первый вход которого является вторым выходом блока 1 управления и соединен с входом сброса первого триггера 6, выход которого является третьим выходом блока 1 управления, первый выход которого соединен с выходом элемента

И 8, первый вход которого соединен с входом синхронизации первого триггера 6 и является входом блока 1 управления, группа входов которого соединена с соответствующими входами дешифратора 9, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом установки второго триггера 7, выход которого соединен с вторым входом элемента И 8.

Выходной формирователь 4 содержит группу 11 параллельно соединенных фильтров 11.1-11,6 нижней частоты, входы которых являются входом выходного формирователя 4 а выходы соедиУ

М иены входом сумматора 12, Блок 5 контроля содержит последовательно соединенные счетчик 13 импульсов и дешифратор 14, выходы которого соединены с входами индикаторов 15. Вход синхронизации счетчика

1.3 импульсов соединен с входом блока 5 контроля.

Формирователь 3 опорного сигнала может быть реализован, например, на регистре 16 сдвига с сумматором 17 по модулю два в цепи обратной связи.

Устройство для формирования случайных сигналов работает следующим образом, Формирователь 3 опорного сигнала формирует исходный случайный процесс со спектральной плотностью мощ2

n= (--1я) d

Так, например, пр 3= 1, со сне ным частотами f. гриняв 1 =2, имеют

)g - + 1

fr

f, для 1/f-шума, т.е, ктром, orðÿíè÷åí10 Гц и f 10000 Гц,. п=6 °

Sin 2ИТ ности вида (, ), т.е, после27 ГТ довательность максимальной длины.

Блок 1 управления сигналом по первому входу формирователя 3 опорного сигнала производит установку регистра 16 последнего в начальное (ненулевое) состояние.

Пс евдослучайный сиг нал с выходов формирователя 3 опорного сигнала поступает на вход выходного формиро- вателя 4, который формирует случайный процесс со спектральной плотностью мощности вида I/f" (при g (2) из исходной И-последовательности.

Пои этом используется метод аппроксимации кривой спектральной плотности мощности ступенчатой кривой, Исходя из выбранной постоянной величины относительной погрешности аппроксимации логарифмической амппитудной характеристики (ЛАХ), устанавливается постоянное отношение коэффициентов передачи фильтров 11.1-11.6 нижних частот (ФНЧ) С, /С з = 1, rpe

S=1 соответствует ФНЧ на нижней границе формируемой ЛАХ, S=n — на верхней границе, Откуда f,/f,= 1,где

2/а( йз — частота среза, Б-го ФНЧ (Б

1 2,..., 6). Для Б и f„= f,1< )™верхняя граничная частота формируемой ЛЛХ, лежаща"". в пределах участSin 27I f1 ка спектра (. ., исходной И—

2ТЕТ последовательности, При установленном 1 необходимое число ФНЧ 11.111.6 определяется выражением

1432743

Следоват льно, число составляювртх

ФНЧ n=6. Соответственно f =10 Гц

1 У йг= 40 Гц, f = 160 Гц, fà= 640 Гц, — 2560 Гц, fg = 10240 Гц, C = 32, С2 16ь С3= 8, С = 4 Су= 2, (ь

На выходе выходного формирователя

4 установлен сумматор 12, с помощью которого устанавливается калиброванное по уровню выходное напряжение 10

1/r- -шума.

При поступлении единичного сигнала на вход (" Запись "1") триггера 6 и с приходом на другой его вход тактовых импульсов от генератора 2 тактовых 15 импульсов на выходе триггера 6 появляется единичный сигнал, который поступает на второй вход регистра 16 сдвига.

При поступлении единичнсго сигнала на вход (" Пуск" ) триггера 7 на . 20 его выходе появляется разрешающий сигнал, который поступает на второй вход элемента И 8. На первый вход элемента И 8 поступают тактовые им " пульсы от генератора 2 тактовых импульсов. С выхода элемента И 8 тактовые импульсы поступают на вход синхронизации регистра 16 сдвига, обес,печивая формирование "4-последовательности в формирователе 3 опорного сиг- З0 нала. В процессе ее формирования с выхода элемента И 8 тактовые импульсы поступают также на вход блока 5 контроля. С выхода формирователя 3 опорного сигнала М-последовательность 85 поступает на вход выходного формирователя 4.

При появлении на входах дешифратора 9 определенной комбинации с выходов формирователя 3 опорного сиг- 10 нала на выходе дешифратора 9 появляется сигнал, который через элемент

ИЛИ 10 поступает на вход установки триггера 7, запрещающего грохождение через элемент И 8 тактовых импульсов, 15

При этом на блоке 5 контроля фиксируется число тактовых импульсов в течение периода H-последовательности

В течение того же периода Т и на 50 выходе устройства формируется аналоговое напряжение калиброванного по уровню низкочастотного шума со спектральной плотностью мощности вида

1/f " при с((2.

Формула изобретения

i. Устройство для формирования случайных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь опорного сигнала и выходной формирователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения воэможности формирования сигналов с заданным спектром, в него введены блок управления и блок контроля, вход которого соединен с первымм выходом блока управления, в т ор ой, третий и первый выходы которого сое— динены соответственно с первым, вторым входами и с входом синхронизации формирователя опорного сигнала, соответствующие выходы которого соединены с группой входов блока управления, вход выходного формирователя соединен с соответствующим выходом формирователя опорного сигнала, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом блока управления.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит два триггера, эле.мент И, дешифратор и элемент ИЛИ, первый вход которого является вторым выходом блока управления и соединен с входом сброса первого триггера, выход которого является выходом блока управления, первый выход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с входом синхронизации первого триггера и является входом блока управления, группа входов которого соединена с соответствующими входами дешифратора, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что выходной формирователь содержит группу параллельно соединенных фильтров нижней частоты, входы которых являются входом выходного формирователя, а выходы соединены с входом сумматора.

4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля содержит последовательно соединенные счетчик импульсов и дешифратор, выходы которого соединены с входами соответствующих индикаторов, вход синхронизации счетчика импульсов соединен с входом блока контроля.