Стохастический функциональный преобразователь
О П И С А Н И Е < >428375
Саюз Саватеких
Вацизяиатнчаеких
Раеиубник
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22(Заявлено 29.08.72 (21) 1823673/18-24 (51) М. Кл. 6 06f 1/02 с присоединением заявки— (32) Приоритет—
Опубликовано 15.05.74. Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 02.06.75
foc1 É намнтат
Саввта Юнннстрав СССР (53) УДК 681.324 (088.8) ва далем нзабввтаний н аткрытнй (72) Автор изобр тения
Г. М. Горев (71) Заявитель (54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЬ1Й
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к области вычислительной техники п технической физики и может быть использовано при построении стохастическиv функциональных преобразователей для получения случайной импульсной последовательности с регулируемым законом распределения амплитуд импульсов. Изобретение может найти применение при исследовании нелинейных систем автоматического управления, систем оонаружения, радиолокационных систем и систем передачи информации для имитации входных воздействий.
Известен преобразователь случайных равновероятных двоичных чисел в случайную импульсную последовательность с регулируемым законом распределения ам пл итуд импульсов, состоящий из дешифратора N-разрядных д воичных чисел, выходы которого образуют 2:" канала с регуляторами уровня оигнала, выходы регуляторов уровня объединены схемой
«ИЛИ».
В этом преобразователе имеется возможность дискретно изменять вероятность появления импульсов заданной амплитуды в формируемой последовательности путем изменения числа каналов т, т. е. изменять закон расп(ределения амплитуд им пульсов.
Прп этом точность задания вероятностей ограничена величиной Р;, т. е. вероятностью появления импульса в каждом канале, п тем выше, чем меньше эта величина. Повышенпе точности преобразования влечет за собой увеличение числа каналов преобразователя, т. е. усложнение устройства.
5 Неидентпчность и нестабильность работы каждого нз т каналов влечет снижение точности преобразования.
Недостатком прототипа является ограниченная точность формирования заданного закона распределения ввиду дискретности изменения вероятности амплитуд импульсов.
С целью повышения точности преобразования в каждый канал вводится управляемый
15 вентиль, который управляется своим пороговым элементом с регулируемым порогом срабатывания, вход которого соединен с выходом генератора шума.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого функционального преобразователя; на фиг. 2 — график заданной плотности распределения вероятностей случайной импульсной последовательности; H"; фпг. 3 — график ин25 тегрального закона распределенпя случайного сигнала на выходе генератора шума. Функциональный преобразователь содержит: дешифратор N-разрядных двоичных чисел, регуляторы уровня сигнала 2, схему «ИЛИ», вход дешифратора 4, выход схемы «ИЛИ» 5, управляемые вентили 6, i-;oðýãîBûå элементы 7 с ре428375 гулпруемым порогом сраоатывания, генератор шума 8.
Стохастическпй функциональный преобразо ватель состоит из,дешифратора N-разрядных двои шых чисел 1, регуляторов уровня сигнала 2, выходы которых соединены с входами схемы «ИЛИ». Выходы дешифратора соединены с сигнальными входами управляемых вен;пилей б, выходы которых соединены с входами регуляторов уровня. Управляющие входы вентилей соединены с выходами пороговых элементов 7, входы которых соединены с выходами генератора шума 8.
При работе преобразователя на вход 4 дешифратора 1 поступают случайные равновероятные N-разрядные двоичные ч и сла с генератора случайных чисел. Прп этом с выходов дешифратора на входы управляемых вентилей
6 идут случайные несовместимые по времени равновероятные импульсы. Вероятность noGTvIIIления HMIIIvëbicoB на 1-ый вентиль равна: (1)
25 где Pi — вероятность появления иьппульсов на i-ом выходе делифратора;
N — чи1сло разрядов равновероятных случайных двоичных чисел. Одновременно сл1Зо чаиное напряжение с выхода генератора шума
8 поступает на входы пороговых элементов 7.
Вероятность появления напряжения на выходах пороговых элементов, а следовательно, и на управляющих входах вентилей б зависит
35 от выбранного порога срабатывания пороговых элементов.
Для i-ro порогового элемента при пороге срабатывания Uo эта вероятность появления напряжения на выходе порогового элемента 40 равна: о = 1 о() + о 1> (2) где Уо(/) — случайное напряжение,на выходе генератора шума;
Up moPo1. сРабатываниЯ 1-го поРогового элемента;
При этом Р, изменяется от 0 ло 1 прп изменении U«OT U„(t),„„a, äî Upß,,„, . Tàê как появление сигналов на обоих входах вентилей событие независимое, то условия вероятности появления импульсов на выходе
i-го вентиля будет равна: (3) — о1. (4) Р1 — Р Р,1
Таки м образом, вероятность появления
Безусловная вероятность наличия импульсов на выходе i-го ве нтиля определится с учетом @ пропусков импульсов начальной последовательности. Эта вероятность равна: им пульсо в на выходе I-го вентиля может плавно изменяться от 0 до Р„„„,, в зависимости от выбора порога срабатывания соответствующего порогового элемента.
С выходов вентилей 6 импульсы поступают на входы регуляторов уровня 2, посредством которых задается уровень импульсов с полученной вероятностью появления. С выходов регуляторов уровня импульсы соби— раются схемой «ИЛИ» 8 в формируемую последо вателвно1сть на выходе 5.
Изменением уровней импульсов в каналах и порогов срабатывания пороговых элементов появляется возможность задавать вероятность импульсов определенной амплитуды в соответствии с требуемым законом распределения амплитуд импульсов в формируемой импульсной последовательности.
На строй ка преобразо вателя в соответствии с заданным законом распределения осуществляется следующим образом.
Требуемый закон распределения формируемой последовательности задается таблично или графиком (фиг. 3), откуда берутся значения вероятностей Р»; для каждого уровня импульсов. Из выражения (4) находЯтсЯ ВсР011тности Ро
Р»;
Р, л! uar По графику интегрального закона распределения случайного напряжения на выходе генератора шума F(U„) (фиг. 3) находятся пороги срабатывания /„соответствующих пороговых элементов. Выставляются значения амплитуды импульсов сформированной последовательности U»; и U„; для каждого ка1гала преобразователя, после чего при его работе с выхода 5 схемы «ИЛИ» снимается случайная импульсная последовательность с заданным законом распределения,".мплитуд импульсов. В результате использования изобретения для построения стохастических функциональных преобразователей повышается точность получения заданного закона распределения амплитуд формируемой импульсной последовательности ввиду плавной регулировки вероятностей, Число каналов не зависит от требуемой точности преобразования и определяется числом различных уровней импульсов в формируемой последовательности. Если при 3 /о -ной точности задания Вероятностей восьми уровней импульсов требовалось 32 канала прототипа, то при большей точности потребуется всего восемь каналов предлагаемого преобразователя. Вновь введенные элементы позволили существенно сократить число каналов протот1ипа, уменьшить,разряд ность чисел с генератора случайных чисел, упростить схему дешифратора и схему «ИЛИ». Кроме того, исключается требование идентичности каналов. 428375 Можно утверждать, что использование предлагаемого изобретения прп построении стохастичес ких преобразователей данного типа увеличивает точность преобразования. Для реализации предполагаемого изобретения можно использовать унифицированные вентили: в качестве пороговых элементов— триггеры Шмидта, в качестве генератора шума — генератор непрерывного случайного стационарного сигнала с любым законом рас. пределения. Стохастический функциональный преобразователь предполагается выполнять в виде переносного лабораторного прибора. Предмет изобретения Стох асти ческий функциональный преобразсватель, содержащ ий дешифратор, регуляторы уровня сигнала, выходы которых подключены к схеме «ИЛИ», выход которой соединен с выходной клеммой преобразователя, 5 отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он содержит управляемые вентили, пороговые элементы и генератор шума, выход которого подключен к сигнальным входам пороговых элементов, 10 выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих управляемых вентилей, сигнальные входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора, а выходы управляемых вентилей соединены со входами соответствующих регуляторов уровня сигнала. 428375 Риг 2 Составитель Э. Сечин Техред T. Курияко Редактор Л. Цветкова Корректор И. Симкина Тии. Харьк. фил. пред. «Патент» Заказ 63/385 Изд. № 1577 Тираж 624 т1НИИП ираж Подписное Ц ИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
