Генератор случайных процессоввптб4чп2л^ iiijijiieaf

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 439064

Союз СоветСких

Социмиетимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 05.07.72 (21) 1805800/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.08.74. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 15.01.75 (51) М. Кл. H 03k 3)82

Государственный комитет

Совета Министров СССР о делам изобретений и открытий (53) УДК 62:1.317.765. .8 (088.8) (72) Автор изобретения Л, В. Петров (71) Заявитель Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д, И. Менделеева впть (E4j EEHEPAToP cJIYlAAHhlx BPoUEccoB (1 !:;, :. -,; 1бв

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известны генераторы случайных процессов, со держащие задаюзций генератор импульсов, делитель частоты, устройство управления коэфф ициентом деления, раверсивный счетчик, фильтр нижних частот,,дешифратор, преобразователь код — аналог, цифровой компаратор, выход которого подключен ко входу триггера, реверсивный счетчик задания амплитуд, регистр сдвига, генераторы случайной двоичной последовательности управления амплитудой и частотой, переключатели, схему совпадения, устройство управления регистром сдвига и тритге р управления,,причем выход задающего ге1нератора импульсов через делитель частоты соеди|нен со входом реверсивного счетчика, один из выходов которого через преобразователь код-аналог и фильтр нижних частот соединен с аналоговым выходом ге нерато ра, а выход дешифратора связан со входом цифрового ком паратора и выходом реверсивного счетчика задания ам плитуд, ко входам IKQTQрого подключены генераторы случай ной двоичной последовательности упра|вления частоTîé непосре дственно, а случайной двоичной последовательности управления амплитудой — через триггер управления.

Цель изобретения — упрощение регулирования статистических характеристик контролируемого процесса — достигается тем, что в предлагаемом ге нераторе выходы делителя частоты через устрой ство управления,коэффициентом деления подключены .ко входу де5 шифратора и через переключатели соединены с устройством управления регистром сдвига, а дополнительные выходы первого реверсивного счетчика через схему со впадения подключены ко входу генератора случайной дво10 ич ной,последовательности управления амплитудой и к выходу генератора случайной двоичной последовательности управления частотой, вход которого соединен с выходом регистра сдвига.

15 На чертеже представлена функциональная схема, предлагаемого устройства.

Генератор содержит задающий генератор импульсов 1, делитель частоты 2 с управляемым коэфф ициентом деления, реверсивный

20 счетчик 3, клемму 4 цифрового выхода, клемму 5 а налогового выхода,,преобразователь код-аналог 6, фильтр нижних частот 7, цифровой компаратор 8, триггер 9, схему совпадения 10, ревероивный счетчик задания

25 амплитуды 11, генератор случайной двоичной последовательности управления амплитудой

12, трипгер управления 13, генератор случайной двоичной, последовательности управления частотой 14, регистр сдвига 15, устройство уп30 равления коэффициентом деления 16, дешиф439064 ратор 17, переключатели 18, устройство 19 управления регистром:сдвига 15.

Задающий генератор импульсов 1 через делитель частоты 2 с у.правляемым коэффициентом деления подключен .к счетно му входу реверсивного счетчика 3, выход параллельного кода которого подключен к .клемме 4 цифрового выхода, к клемме 5 аналогового выхода через преобразователь б код-аналог и фильтр нижних частот 7 и к одному входу цифрового ко|мпаратора 8. Выход последнего подключен через нулевые и единичные выходы триггера 9 к шинам сложения и вычитания этого же реверсивного счетчика 3. Нулевые выходы всех разрядов, кроме последнего, и единичный выход последнего разряда счетчика 3 подключены через схему совпадения 10 к счетному входу реверсивного счетчика "-адания амплитуды 11, к .шинам сложения и вычитания этого же счетчика через генератор 12 случайной двоичной последовательности управления амплитудой, единичный и нулевой выходы триггера 13 управления и через генератор случайной двоичной последовательности управлсния частотой 14 к шине сдвига регистра сдвига 15. Выходы каждопо разряда регистра сдвига подключены,к од ному из входов схем совпадения устройства управления коэффициентом деления 1б, выходы которых подключены к делителю частоты 2, а ко вторым входам подсоединены выходы дешифратора 17. Вход дешиф ратора связан с цифровым ком паратором 8 и выходом ревероив|ного счетчика задания амплитуды 1!. Выходы дешифратора через переключатели 18 связаны со входами сборок устройства 19 управления регистром сдвига 15. Выходы этих сборок через HHBepToipbI, схемы совпадения и еще одну сборку, входящие в устройство 19 управления регистром сдвига 15, соединены со входом установки еди|ницы в первом разряде регистра сдвига.

Принцип работы предлагаемого генератора заключается в предствлении случайного процесса,в виде колебания, амплитуда и фаза которого изменяется по случайному закону. Известно, что изме не ния амплитуды iH фазы дол?K!HbI быть во много раз медленнее основного .колебания. Для выработки случай ного процесса необходимо модулировать основное колебание по амплитуде и изменять фазу ио случайному закону в соответствии с требуемой спектральной характеристикой. Основ ное колебание формируется задающим генератором импульсов 1, частота импульсов которого делится делителем частоты 2, N,-разряд ным реверсивным счетчиком З,,преобразователем кол,-аналог б и фильтром низких частот 7.

С выхода преобразователя 6 снимается ступенчатое треугольное напряжение, сглаживаемое фильтром низких частот 7 в почти сину соидальное, Путем изменения частоты импульсов задающего генератора 1 управляемым делителем частоты 2 можно получить

65 колебание задаипой |длительности. 1мплитуда задается ге нерато ром случайной двоичиои последовательности управления амплитудой

N, 12,,который выполняет реверс счетчика г задания амплитуды 1 через триггер уиравлсния 13.

Увел ичение или уменьшение кода числа в счетчике 11:на единицу в зависимости от случайной последовательности с выхода генератора 12 |происходит в те моменты времени, когда код в ре|версивном счетчике 3 окажется ,рав|ным половине максимального зпачения, 2 т. е. = 2 . Для этого схема совпадения 10 выдает им пульс при коде 2 .

Выбор такого,режима смены задаваемых амплитуд позволяет получить стационарный случайный IIpollcGc с постоянным сре|дним значением. Сдвиг реверсивного счетчика задания амплитуды 11 на единицу обеспе гивает медленное изменение амплитуды по сравнению с основным колебанием. Для плавного измене|пня амплитуды от максимума к миниму-му и наоборот счетчик 11 содержит связи, переключающие счетчик на вычитание,,когда его содержи мое достигается ма ксимума, и:на сложение, когда он опустошаегся. Цифровой комиаратор 8 GpBBHHIBBQT значение амплитуды, зафи ксиpoBBiHHoe в реверсивно м счетчике

11, с числом в реверсивном счетчике 3. При равенстве кодов в счетчиках 3 и 11 с выхода компаратора па счетный Вход триггера 9 поступает импульс, |переключающий реверс счетчика 3. Таким образом формируется полу вол на íàпряже ния, амплитуда которого задается, реверсивным счетчиком 11.

Для формирования случайного процесса с заданной спектральной характеристикой данному значению амплитуды полуволны долж на соответствовать длительность или несколько значений дл ительностей в соответствии с требуемой спектральной характеристикой. Для выполнения этого условия служат ,переключатели 18 и регистр сдвига 15. Для у добства задания амплитудно-частотнои KBрактерисFHIKH з начение амплитуды полуволны, заф иксированное в реверсивном счетчике 11, дешифруется в десятичный код дешифратором 17. Регистр сдвига 15 содержит N раз рядов, соответствующих линейной дискретности спектра случайного процесса.

Единица, записанная в .первом разряде ipeгистра сдвига 15, сдвигается случай ной двоичной;последовательностью с генератора 14.

Ввиду того, что, в зависимости от конкретного вида спектральной характеристики, амплитудам, за даниным реверсивным счетчиком 11, соответствуют различные длительности полуволн, необходимо изменять .количество разрядо в регистра сдвига 15 B соответствии с амплитудой полуволны. Этой цели служат устройство 19 управления регистром сдвига

15 и переключатели 18.

439064

10

5 одном !! - выходов л:!нпфра гора i соогветствии с кодом;!ч!!лнгуды, записанной в !реверсивном счетчике 11, появляется высо кий потен циал, который через замкнутые переключатели 18 поступает на сборки устройствг! 19 управления регистром сдвига 15. На вход установки единицы в первом разря!де регистра сдвига через сборку подключается выход того разряда, у которого переключатель данной шины дешифратора 17 замолкнут последним. Действительно, на,схему совпадения данного разряда поступают разрешающие сигналы с шины дешифратора 17 через перекл:очатель 18 и сборку и инвертированный за прещающий сигнал с последующей сборки.

Таким образом данный, разряд замыкает регистр сдвига 15 в кольцо. П!редыдущие разряды не замыкаются в кольцо, погому что на схемы совпадений из разрядов поступают запрещающие сигналы (инвертированные разрешающие сигналы сборок). После сдвига регистра сдвига импульсами случайной двоичной последовательности с генератора 14 на одном из выходов этого, регистра появляется высокий потенциал, который через схему совпаде ния устройства управления коэффициентом деления 16, к которой также приложен высоиий потенциал с дешифратора 17, поступает на делитель частоты 2 с управляемым коэффициентом, деления и определяет такой коэффициент деления q, входных импульсов задающего генератора 1, при котором данной амплитуде соответствует определенная длительность полуволны случайного колебания.

Выход первого разряда:регистра сдвига 15, подключенный через схемы совпадения устройства управления коэффициентом деления

16 к делителю частоты 2, устанавливает такие коэффициенты деления делителя частоты (Vi д ...д ). что для всех амплитуд (1, 2... 2! ) длительность полуволны остается равной средней величине всех возможных значений длительностей. При линейчатом разделении спектра это условие равносильно заданию, средней частоты. Ввиду того, что первый разряд определяет, длительность полуволны (среднюю частоту), в:него записывается единица начальной установки (когда код в реверсивном счетчике 3 становится равен

2! ) и он не замыкает себя в кольцо. Выход второго разряда устанавливает длительность,полувол ны (частоту) на единицу дискретности во времени (частоте), меньшую средней для всех (2.... 2»") значений амплитуд. Выход третьего разряда регистра сдвига

15 уста!навливает длительность полуволны, 20

ЗО

55 бо.!ьн!у!о средней на единицу дискретности

I!!) вJЭ(лге!!!i, вых<)д !с г!!е1! 0ГΠ— !lrl ДHL единицы меньше и т. д.

Сдвиг регистра сдвига 15 происходит за время, меньшее минимального периода поступления импульсов IHB реверсивный счетчик

3. Итак, п!ри помощи перекл!очателей 18, !количество которых равно Vr (!VS — 1) и определяется амплитудной Nr и временной У> дискретизацией случайного процесса, устанавливается требуемая спектральная характеристика случайного процесса.

Предмет изобретения

Генератор случайных процессов, содержащий задающий генератор импульсов, делитель частоты, уст!ро!!ство управления коэффициентом деления, реверсивный счетчик, фильтр нижних частот, дешифратор,,преобразователь код-аналог, цифровой компаратор, выход которого подключен ко входу триггера, ревераивный счетчик задания амплитуды, регистр сдвига, генераторы случайной двоичной последовательности управления амплитудой и частотой, переключатели, схему. совпадения, устройство управления регистром сдвита и триггер управления, гпричем выход задающего генератора импульсов через делитель частоты соединен со входом реверсивного счетчика, один из выходов которого через преобразователь код-аналог и фильтр нижни.; частот соединен с аналоговым выходом генератора, а выход двшифратора связан со входом цифрового компаратора и выходом реверсивного счетчика задания амплитуд, ко входам которого подключены генераторы случайной двоичной последовательности управления частотой непосредственно, а управления амплитудой — через триггер управления, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с .целью упрощения регулирования статистических характеристик ко нтролируемого процесса, выходы дел!ителя частоты через устройство управления коэффициентом деления подключены ко входу ,дешифратор а и через, переключатели соединены с устройством управления регистром сдвига, а дополнительные выходы реверсивного счетчика через схему совпадения подключены ко входу генератора случайной двоичной последовательности управления ампл итудог! и к выходу генератора случайной двоичной последовательности управления частотой, вход которого соединен с выходом регистра сдвига.

439064

Составитель С. Лукинская

Техред 3. Тараненко Корректор A. Степанова

Редактор Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3555/12 Изд. № 161 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5