Способ получения требуемого спектра сложно-периодического колебания стохастического автогенератора
Владельцы патента RU 2281601:
Ставропольский государственный университет (ГОУ ВПО) (RU)
Способ относится к радиотехнике и может быть использован в генераторах колебаний со сложной структурой энергетического спектра. Технический результат - это получение требуемого спектра сложно периодического колебания стохастического автогенератора. Он достигается тем, что измеряют верхнюю и нижнюю граничные частоты непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, последовательно изменяют частоту генератора гармонического сигнала в пределах измеренных частот от нижней граничной частоты до верхней граничной частоты непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, при достижении области синхронизации стохастического автогенератора, в которой в формируемом спектре вынужденных сложно периодических колебаний стохастического автогенератора отсутствуют спектральные составляющие в требуемой полосе частот, находящейся в пределах от нижней до верхней граничной частот непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, останавливают изменение частоты генератора гармонического сигнала, если, при достижении значения частоты генератора гармонического сигнала, равного измеренной верхней граничной частоте непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, не произошла синхронизация стохастического автогенератора с требуемым спектром сложно периодического колебания, то повторяют указанный выше порядок изменения частоты генератора гармонического сигнала при большем значении его выходной мощности. 11 ил.
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в генераторах колебаний со сложной структурой энергетического спектра.
Известен способ синхронизации генераторов синусоидальных колебаний, в которых используется явление захвата частоты (см. авторское свидетельство СССР №532171, кл. Н 03 В 3/06, 1976).
Однако данный способ может быть использован только для синхронизации генераторов гармонических сигналов, так как выходной сигнал синхронизируемого генератора используется для формирования синхронизирующего колебания.
Известно явление синхронизации стохастических генераторов гармоническим сигналом [Неймарк Ю.И., Ланда П.С. Стохастические и хаотические колебания. М.: Наука, 1987. стр.237-238], при котором происходит захват частоты синхронизирующего колебания и генерирование сложно периодического колебания с периодом, равным или кратным периоду синхронизирующего сигнала. Однако этот способ не позволяет получать сложно периодические колебания с требуемым спектром.
Целью предлагаемого изобретения является получение требуемого спектра сложно периодического колебания стохастического автогенератора.
Поставленная цель достигается тем, что вначале измеряют верхнюю и нижнюю граничные частоты непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, затем последовательно изменяют частоту генератора гармонического сигнала в пределах измеренных частот от нижней граничной частоты до верхней граничной частоты непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, при достижении области синхронизации стохастического автогенератора, в которой в формируемом спектре вынужденных сложно периодических колебаний стохастического автогенератора отсутствуют спектральные составляющие в требуемой полосе частот, находящейся в пределах от нижней до верхней граничной частот непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, останавливают изменение частоты генератора гармонического сигнала, если при достижении значения частоты генератора гармонического сигнала, равного измеренной верхней граничной частоте непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, не произошла синхронизация стохастического автогенератора с требуемым спектром сложно периодического колебания, то повторяют указанный выше порядок изменения частоты генератора гармонического сигнала при большем значении его выходной мощности до достижения требуемого спектра сложно периодического колебания стохастического автогенератора.
Таким образом, явление синхронизации стохастических автогенераторов известно, однако указанный порядок изменения частоты и мощности генератора гармонического сигнала в сочетании с одновременным контролем спектра колебания на выходе стохастического автогенератора в требуемой полосе частот позволяет получать требуемый спектр сложно периодического колебания.
Осуществление предлагаемого способа поясняется с помощью фиг.1-8.
Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1. Устройство состоит из стохастического автогенератора 1, выход которого подключен к последовательно соединенным полосовому фильтру 2, детектору 3 и пороговому устройству 4, выход которого подключен ко входу генератора пилообразного напряжения 5, который управляет изменением частоты и мощности генератора гармонического сигнала 6 через генератор ступенчатого напряжения 7 и управляемый аттенюатор 8.
На фиг.2 представлен энергетический спектр стохастического колебания автогенератора Δfп и требуемая контролируемая полоса частот Δfnp.
На фиг.3 изображены области синхронизации стохастического автогенератора в зависимости от мощности и частоты внешнего воздействующего сигнала и порядок изменения частоты и мощности генератора гармонического сигнала 6 (кривая 1).
На фиг.4, 5 представлен порядок изменения частоты и мощности генератора гармонического сигнала.
На фиг.6, 7 и 8 - спектры сложно периодических колебаний стохастического автогенератора в различных областях синхронизации.
На фиг.9, 10, 11 показана структура энергетического спектра сложно периодических колебаний стохастического автогенератора до начала воздействия и после воздействия гармонического сигнала при различных значениях частоты и мощности генератора гармонического сигнала, полученные в результате натурного эксперимента.
Предлагаемый способ реализован следующим образом.
При воздействии сигнала стохастического автогенератора 1, имеющего непрерывный энергетический спектр в пределах измеренной полосы частот Δfn, на выходе полосового фильтра 2 и соответственно детектора 3 появляется высокий уровень напряжения, превышающий порог срабатывания порогового устройства 4, сигнал на выходе которого запускает генератор пилообразного напряжения 5, изменения напряжения на выходе которого, приводит к изменению частоты генератора гармонического сигнала 6 (фиг.4) и напряжения генератора ступенчатого сигнала 7, который управляет изменением мощности генератора гармонического сигнала 6, через управляемый аттенюатор 8 (фиг.5). Такой порядок изменения частоты и мощности генератора гармонического сигнала приводит к последовательному прохождению областей синхронизации стохастического автогенератора 1 (фиг.3, кривая 1) и синхронизации этого генератора в различных точках (например, А, В и С, фиг.3). Спектры сложно периодических колебаний стохастического автогенератора 1 в этих точках приведены на фиг.6, 7 и 8. При достижении такой области синхронизации (точка С фиг.3), в которой спектр сложно периодического колебания стохастического автогенератора 1 не содержит составляющих в заданной полосе частот, определяемой фильтром 2 (фиг.8), останавливается изменение частоты и мощности генератора гармонического сигнала 6 посредством сигнала нулевого уровня с выхода порогового устройства 4. При этом на выходе стохастического автогенератора формируется сложно периодический сигнал с требуемым спектром. Изменяя частоту настройки фильтра 2, можно изменять требуемый спектр получаемых колебаний. Физическая реализуемость предлагаемого способа подтверждается проведением натурного эксперимента, результаты которого представлены на фиг.9, 10, 11. На фиг.9 показана структура энергетического спектра стохастического колебания до начала воздействия гармонического сигнала. На фиг.10, 11 соответственно показаны структура энергетического спектра сложно периодических колебаний стохастического автогенератора в режиме синхронизации при различных значениях частоты и мощности генератора гармонического сигнала.
Способ получения требуемого спектра сложно-периодического колебания стохастического автогенератора методом захвата частоты синхронизирующего колебания генератора гармонического сигнала посредством внешнего воздействия на синхронизируемый стохастический автогенератор, отличающийся тем, что вначале измеряют верхнюю и нижнюю граничные частоты непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, затем последовательно изменяют частоту генератора гармонического сигнала в пределах измеренных частот от нижней граничной частоты до верхней граничной частоты непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, при достижении области синхронизации стохастического автогенератора, в которой в формируемом спектре вынужденных сложно-периодических колебаний стохастического автогенератора отсутствуют спектральные составляющие в требуемой полосе частот, находящейся в пределах от нижней до верхней граничной частот непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, останавливают изменение частоты генератора гармонического сигнала, если при достижении значения частоты генератора гармонического сигнала, равного измеренной верхней граничной частоте непрерывного энергетического спектра стохастического колебания, не произошла синхронизация стохастического автогенератора с требуемым спектром сложно-периодического колебания, то повторяют указанный выше порядок изменения частоты генератора гармонического сигнала при большем значении его выходной мощности до достижения требуемого спектра сложно-периодического колебания стохастического автогенератора.
