Генератор случайного импульсного процесса (его варианты)

ОЮЭ СОВЕТ О 1 ЕСНИХ РЕСПУБ 5) С 06 Р 7/5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ход Опрос" кото ыходу генератора(71) Минский ра одключен к мп ль ервые стров юл. В 2 .Г. Яку И, Кузь иотехни выходы в памяти о подключе блока па го етьего регежду собойому входу енкоич ъединены ы к адрес яти выхо авляющим выход тре торогооедителяпамяти еский оторого ен с упастоты входом дел ьего блока 8)(53) 681.325(08 (56) 1, Авторск Нф 312253, кл. С2. Авторское У 391577, кл. С3. Авторское Ф 517018, кл, С (прототип).4. Авторское )1 732947, кл. С ельство СССР8, 1968.ьство СССР8, 1971.ьство СССР8, 1976 с виде6 Р 7/видетел6 Р 7/видетел677/ свидетельство СССР06 Г 7/58, 1978. орогист- "реГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ИМПУЛЬСНОГО ПРОЦЕССА (ЕГО ВАРИАНТЫ).(57) 1, Генератор случайного импульсного процесса, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика, первый блок памяти, датчик случайных чисел, первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам первого и второго регистров памяти,первый преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом второго преобразователя код - напряжение, выход которо го является выходом генератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности,он содержит триггер, четыре блока памяти и третий регистр памяти, информационный вход которого подключен к третьему выходу датчика случайных чисел,соединен с установочным входом счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом триггера, выход первого регистра памяти соединен с адресным входом четвертого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом второго преобразователя код - напряжение, Е информационный выход счетчика соединен с первыми адресными входами первого блока памяти и пятого блока памяти, второй адресный вход кот го подключен к выходу первого ре ра памяти, второй выход второго гистра памяти соединен с адресным входом третьего блока памяти, с вторым адресным входом первого блока памяти и с третьим адресным входом пятого блока памяти, четвертый адресев) . ный вход которого подключен к второму вБкоду третьего регистра памяти, единичный выход триггера соединен с синхронизирующими входами первого, второго и третьего регистров памяти и счетчика, с управляющим входом второго блока памяти и со считываю" щими входами датчика случайных чисел, первого блока памяти и пятого блока памяти, выход которого объединен с выходом первого блока памяти и подключен к выходу первого преобразователя код - напряжение.110 121поэтому блок 14 памяти существенноупрощается,После того, как первый счетчик 3достигает максимального состояния,следующий импульс с делителя 2 частоты, поступающий на вход, первогосчетчика 3, проходит на выход переполнения первого счетчика 3 и устанавливает второй счетчик 15 в состояние 10, соответствующее началу третьей Фазы: Формированию случайнойсоставляющей длительности паузы.Сигнал состояния 10 второго счетчика 15, вырабатываемьй дешифратором16, устанавливает первый счетчик 3В нулевое состояния, разрешает чтение информации из второй половины.второго блока 8 памяти, запрещаетпрохожде не информации на первый выход второго регистра 5, запрещаетработу первого блокапамяти и блока 14 памяти (на их входах устанавливаются высокоимпедансные состояния),разрешает прохождение информации навыход третьего регистра б и запрещает дальнейшее преобразование первогопреобразователя код - напряжение 11,т.ена выходе его (и выходе устройства). будет нулевой уровень. Новыйадрес считывания во второй блок 8памяти поступает с выхода третьегорегистра 6 и соответственно устанавливает новый коэффициент пересчетаделителя 2 частоты определяющийдлительность случайной паузы. После35того, как первый счетчик 3 достигает максимального состояния, следующий импульс с делителя 2 частоты,поступающий на вход первого счетчика 3, проходит на выход переполнения первого счетчика 3 и устанавливает второй счетчик 15 в состояние 00,соответствующее началу первой фазыформирования следующего цикла, т.е.весь цикл повторяется сначала.45Во втором варианте устройствавместо второго счетчика 15 и дешифратора 16 можно испольэовать трех. разрядный кольцевой регистр сдвига,в который запиаана одна единица,выполненный, например, на микросхеме 155 ИР 1. При этом выход перепол-нения счетчика 3 будет соединен свходом, управления сдвига этого регистра, В предлагаемом устройстведатчик 13 случайных чисел Формируетпоток чисел, принимающих значение О.Длительности импульсов и пауз прини"мают значения, определяемые кодами,18записанными во втором блоке 8 памяти, значения амплитуд определяют=я кодами из четвертого блока 10 памяти с вероятностями, равными вероятностям соответствующих случайныхкодов, формируемых датчиком 13 случайных чисел. В блоках 8 и 10 памятиможет быть записана любая требуемаяпоследовательность кодов. При этомдлительности импульсов. (пауз), атакже значения амплитуд могут иметьпроизвольные требуемые соотношения,в том числе и кратные минимальным,как в прототипе. Это обеспечиваетвозможность произвольного квантования требуемых законов распределения,что позволяет повысить точность моделирования и адекватность формируемыхвоздействий реальным, Возможность управления как частотой развертки импульсов, пауз, так и количеством точек задания импульсов позволяет повысить точность задания длительностиимпульса, причем это особенно существенно при формировании импульсов малой длительности, Прибавление к последовательностям кодов, записаннымво втором 8 и четвертом 10 блокахпамяти, постоянных чисел обеспечивает задание постоянного смещения вдлительности импульсов (пауз) и значениях амплитуд соответственно, т.е.обеспечивает управление смещениемзакона распределения. Таким образом,предлагаемое устройство формируетимпульсный процесс со случайными амплитудой, длительностью импульсови пауз между импульсами, с произвольной формой импульса в заданной точкеобъекта,Предлагаемый генератор случайногоимпульсного процесса позволяет Формировать импульсные воздействия слюбой заданной формой импульса, сослучайными амплитудой, длительностьюимпульса и длительностью паузы,Кроме того, генератор имеет широкие функциональные возможности управления параметрами случайного импульсного процесса, так как возможно задание произвольных соотношений междудлительностями импульсов (пауз) изначениями амплитуд как кратных,так и некратных минимальным, а такжепростое управление постоянным смещением значений длительностей и амплитуд,Возможность управления как частотой развертки импульсов, пауз, таки количеством точек задания импульсов позволяет повысить точность заданиятребуемой длительности импульса, при- . чем это особенно существенно при формировании импульсов малой длительности. В совокупности с возможностью задания произвольных вероятностей значений длительностей импульсов (пауз) и амплитуд это позволяет настроить генератор таким образом, что имитируемый им процесс оказывается наиболее адекватным некоторому реальному по соответствующим статистическим характеристикам, временной конструкции и функции спектральной плот ности мощности.Изобретение характеризуется высокой точностью формирования импульсных воздействий на электродинамическом стенде при испытаниях на случай ный .удар, так как генератор случайного импульсного процесса (для управления электродинамическим стендом) воспроизводит произвольные требуемые формы импульсов на своем вь ходе, откорректированные с учетом всех вносимых стендом искажений из-за нелинейности его ФЧХ и АЧХ, после окончания ударного воздействия генератор формирует воздействие любой ЗО требуемой формы, обеспечивающее коррекцию амплитуды и формы выброса, благодаря чему достигается эквивалентность испытаний изделий на удар на различных стендах в различных услб. виях, В первом варианте устройства воздействие компенсации выброса отрабатывается на случайном отрезке времени (случайная пауза), во втором варианте устройства - на регулярном 0 отрезке времени (регулярная составляющая паузы), после чего формируется случайная составляющая паузы.Экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с базовым складывается из трех сос" тавляющих: снижения стоимости, повышения быстродействия, экономии н эксплуатации. Особенно эффективно применение данного генератора случайного импульс", ного процесса в составе автоматизированных испытательных систем. При этом управляющая мини-ЭВИ, например "Электроника", осуществляет начальную загрузку блоков памяти генератора н датчика случайных чисел. Затем в процессе нескольких циклов работы генератора через устройство связи с объектом (например, аналогоцифровой преобразователь) процесс, Формируемый в заданной точке объек-. та, вводится в ЭВИ, по специальным алгоритмам ЭВМ производит коррекцию Формы процесса, чтобы в заданной точке объекта она соответствовала требуемой, и настраивает функциональный преобразователь, чтобы компенсировать реакцию объекта по окончании импульсного воздействия. После этого данный генератор случайного импульсного процесса может работать автономно, а управляющая ЭВИ переключается на решение другихзадач. Таким образом, управляющая ЭВИ сможет обслуживать несколько генераторов подобного типа и выполнять в то же времремяряд других действий, связанных с решаемой задачей.1107121 Составитель Актор С. Пекарь Техред Л. Коцюб арасев 9 НИИПИ Государственного по дедаи изобретений 5, Москва, Ж, Раушс 4 Патент Уагород, ул. Проектная,Заказ 5760/34В омитета открыт ая наб1107121 2, Генератор случайного импульс:о процесса, содержащий генератор ульсов, выход которого соединенсчетным входом делителя частоты, вьжод которого соединен со счетным входом первого счетчика, первый блок памяти, датчик случайных чисел, первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам первого и второго регистров памяти, первый преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом второго преобразователя код - напряжение, выход которого является выходом генератора, второй счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит дешифратор, четыре блока памяти и третий регистр памяти, информационный вход которого подключен к третьему выходу датчика случайных чисел, вход Опрос" которого подключен к выходу генератора импульсов, первый выход второго и выход третьего регистров памяти объе-; динены между собой и подключены к адресному входу второго блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты, выход третьего блока памяти соединен с установочным входом первого счетчика, выход переполнения которого сое" Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для воспроизведения случайных процессов заданной формы и может быть использовано прн построении имитационно-моделирующей аппаратуры для исследования н оптимизации структурно-сложных систем, при создании автоматизированных систем испытания на механические и другие воздействия, в частности 10 для формирования электрического процесса управления электродинамическим ударным стендом. Известно устройство, содержащее 15 генератор случайных импульсов, циклический регистр сдвига, группу гене" раторов периодических импульсов, элементы И и ИЛИ 11. динен со счетным входом второго, счетчика, информационный выход которогосоединен с входом дешифратора,ход первого регистра памяти соединен, с адресным входом четвертого блокапамяти, выход которого соединен синформационным входом второго преобразователя. код - напряжение, информационный выход первого счетчика соединен с первыми адресными входамипервого блока памяти и пятого блока памяти, второй адресный вход которого подключен к выходу первогорегистра памяти, .второй выход второго регистра памяти соединен с адресным входом третьего блока памяти, свторым адресным входом первого бло-ка памяти и с третьим адресным входом пятого блока памяти, выход дешифратора соединен с синхрониэирующими входами первого, второго итретьего регистров памяти и первогосчетчика, с управляющими входамивторого блока памяти и первогопреобразователя код - напряжение и со считывающими входамидатчика случайных чисел и первого и пятого блоков памяти, выходы которых ,объединены между собой иподключены к информационному входу первого преобразователя код -напряжение,Данное устройство позволяет формировать поток импульсов со случайными интервалами следования импульсов, с управляемым законом их распределения, однако оно не позволяет формировать более сложные импульсные процессы, например поток импуль:сов со случайньаки амплитудами, длительностями и интервалами следования.Кроме того, к недостаткам этого устройства следует отнести также сложность его схемного решения (так как в нем содержится множество управляемых генераторов импульсов), сложность настройки на требуемый закон распределения, требующий решения системы уравнений, невозможность изменения интенсивности потока .Э 11071 без перерасчета закона распределения.Известно также устройство, сдержащее группу генераторов исходных случайных процессов, группу формирую щих фильтров и блок суммирования 1,.23.Такое устройство позволяет формировать случайный процесс с заданной произвольной спектральной плотностью мощности, но не позволяет 10 формировать импульсные процессы,с заданными произвольными законами распределения амплитуд и временных параметров. Кроме того, его реализация требует значительных аппаратур ных затрат из-за множества формирующих фильтров и генераторов исходных случайных процессов,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ге 20 нератор случайного импульсного процесса, содержащий последовательно соединенные блок памяти, датчик случайных чисел, блок управления, первый генератор импульсов и счетчик25 импульсов, реверсивный счетчик (для первого варианта - счетчик, для второго варианта - первый счетчик), вход блока памяти соединен с вторым выходом блока управления, последовательно30 соединены источник эталонных напряжений, первый и второй преобразователи код - напряжение и модулятор полярности выходного сигнала, выход которого подключен к выходу генератора, первый регистр, первый вход которого соединен с вторым выходом датчика случайных чисел, второй входс третьим выходом блока управления, а выход - с вторыми входами перВого 40 преобразователя код - напряжение и модулятора полярности выходного сигнала, первый вход реверсивного счетчика соединен с четвертым выходом блока управления, а выход - с вторым 45 входом второго преобразователя код - напряжение, второй регистр, первый вход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, а второй вход - с вторым входом датчика случайных чисел и третьим входом счетчика импульсов, делитель частоты, первый вход которого подключен к выходу второго регистра, а выход - к второму входу реверсивного счетчика, вто рой генератор импульсов, вьмо которого соединен с вторым входом делителя частоты 21 4Процесс функционирования генератора можно представить как последовательность повторяющихся циклов, накаждом из которых формируется импульс треугольной равнобедренной формы со случайной амплитудой, длительностью и случайным временным интервалом между началом текущего и последующего импульсов (период следования).Данный генератор можно испольэоватьдля формирования процесса управленияэлектрическим ударным стендом 3.Недостаток известного генераторасостоит в том, что он не позволяетформировать импульсные процессы сформой импульсов, отличной от треугольной, например с полусинусоидальной, трапецеидальной указаннымив ГОСТах и рекомендуемыми МЭК по испытаниям на удар.Кроме того, генератор не позволяет формировать импульсный случайныйпроцесс с произвольными соотношениями значений длительностей временныхпараметров, а формирует процесс с длительностями импульсов, кратнымиминимальной длительности.В известном генераторе не предусмотрена также возможность простогозадания смещения законов распределения временных параметров формируемого процесса, т.е. изменение минимальной длительности импульсовпауз.Недостаток данного генератора заключается также и в низкой точностивоспроизведения формы импульса в заданной точке испыт емого объекта.Злектродинамический ударный стендявляется объектом с неравномерныщиамплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристиками.Неравномерность АЧХ и.ФЧХ приводитк искажениям формы ударного воздействия на столе ударного стенда и наиспытуемом объекте. Поэтому на входэлектродинамического ударного стенда необходимо подавать процесс сосложной формой импульсов, откорректированной с учетом искажений, вносимых стендом. Форма АЧХ и ФЧХ стендаизменяется в зависимости от массы имеханических свойств установленногона нем испытуемого объекта и условийвнешней среды (температура, давление), кроме того, при одинаковыхусловиях АЧХ и ФЧХ разных стендовимеют отличающуюся форму. Поэтомудля обеспечения возможности коррекции формы ударных воздействий, поз 1107121воляющей воспроизведение с высокой точностью ударного процесса на объекте, устройство управления электродинаиическим ударным стендом должно обеспечивать воспроизведение произ вольной формы импульсов на входе стенда, что невозможно в случае применения прототипа,По окончании отработки стендом ударного воздействия стол стенда с закрепленным на нем испытуемым объектом возвращается в исходное состояние, При этом возникает выброс уско" рения с полярностью, противоположной полярности ударного воздействия, 15 Амплитуда выброса не должна превышать определенного уровня, установленного соответствующими стандартами, например по рекомендациям МЭК не должна превышать 20% амплитуды удар ного воздействия. Амплитуда выброса и его форма при естественном возврате стола стенда и испытуемого объекта зависит от длительности и амплитуды воздействующего импульса, а25 также от массы объекта и механических свойств объекта и стенда. Механические свойства разных стендов (даже одного типа) не идентичны, Поэтому для обеспечения эквивалентности 30 испытаний изделий на различных стен 1 дах в различных условиях необходимо применять специальные меры, позволяющие либо уменьшить амплитуду выброса до минимума, либо максимально обес 35 печить идентичность формы выбросов при условии, что амплитуда не будет превышать уровней, установленных соответствующими стандартами. Прототип не позволяет выполнять такую компен сацию выброса. В известном генераторе для заданиядлительности импульса и периода следования имеются две независимые группы45блоков. Формирование интервала периода следования осуществляется с помощью первого генератора импульсови счетчика импульсов. Задание длительности импульса осуществляется спомощью второго генератора импульсов,50второго регистра и делителя частоты.Поскольку оба параметра формируютсяпоследовательно во времени, их можно формировать на одном и том жеоборудовании,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемформирования импульсов произвольной формы и обеспечения возможности задания произвольных соотношений р. в ,ительностей импульсов, длительносте пауз и амплитуд импульсов и повышение точности формирования импульсных случайных воздействий на электродинаиическом ударном стенде.Для достижения поставленной цели по первому варианту в генератор случайного импульсного процесса, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика, первый блок памяти, датчик случайных чисел, первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам первого и второго регистров памяти, первый преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом второго преобразователя код - напряжение, выход которого является выходом генератора, введены триггер, четыре блока памяти и третий регистр памяти, информационный вход которого подключен к третьему выходу датчика случайных чисел, вход "Опрос" которого подключен к выходу генератора импульсов, первые выходы второго и третьего регистров памяти объединены между собой и подключены к адресному входу второго блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты, выход третьего блока памяти соединен с установочными входом счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом триггера, выход первого регистра памяти соединен с адресным входом четвертого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом второго преобразователя код - напряжение, информационный выход счетчика соединен с первыми адресны-, ми входами первого блока памяти и пятого блока памяти, второй адресный вход которого подключен к выходу пер- вого регистра памяти, второй выход второго регистра памяти соединен с адресным входом третьего блока памяти, с вторым адресным входом первого блока памяти и с третьим адресно входом пятого блока памяти, четвертый адресный вход которого подключен к второму выходу третьего регистра памяти, единичный выход триггера соединен с синхронизирукицими входами первого, второго и третьего регистров11 О 71 гг 7памяти и счетчика, с управляющим входом второго блока памяти и со считывающими входами датчика случайных чисел, первого блока памяти и пятого ,блока памяти, выход которого объединен с выходом первого блока памяти и подключен к входу первого преобразователя код - напряжение.По второму варианту в генератор случайного импульсного процесса, со;держащий генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом первого делителя счетчика, первый блок памяти, датчик случайных чисел, первый . и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам перв,го и второго регистров памяти, первый преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом второго преобразователя код внапряжение, выход которого является выходом генератора,второй счетчик, введены дешиФРатор четыре блока памяти и третий регистр памяти, информационный вход которого подключен к третьему выходу датчика случайных чисел, вход "Опрос" которого подключен к выходу генератора импульсов, первый выход второго и выход третьео регистров памяти объединены йежду собой и подключены к адресному входу второго блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты, выход третьего блока памяти соединен с установочным входом первого счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом второго счетчика, информационный выход которого40соединен с входом дешифратора, выход первого регистра памяти соединен с адресным входом четвертого блокапамяти, выход которого соединен синформационным входом второго преобразователя код - напряжение, информационный выход первого счетчика сое-. динен с первыми адресными входамипервого блока атамяти и пятого блока памяти, второй адресный вход которогоф 0 подключен к выходу первого регистрапамяти, второй выход второго регистра памяти соединен с адресным входом третьего блока памяти, с вторьа,адресным входом первого блока памя;ти и с третьим адресным входом пятого блока памяти, вйход дешифратора соединен с синхрони 8зирующими входамй первого, второго и третьего регистров памяти ипервого счетчика, с управляющимивходами второго блока памяти и первого преобразователя код - напряжение и со считывающими входами датчика случайных чисел и первого и пятого блоков памяти, цыходы которыхобъединены между собой и подключенык информационному входу первого преобразователя код - напряжение,Отличие двух вариантов устройствазаключается в том, что в первом варианте выброс ускорения на электродинамическом стенде по окончании ударного воздействия (длительность импульса) компенсируется на случайноминтервале, равном длительности случайной паузы. Во втором вариантеэтот выброс ускорения компенсируется.на регулярном отрезке времени, после чего генерируется составляющая па"узы, Поэтому в первом варианте в отличие от второго функциональный преобразователь содержит на один входбольше (вход, определяющий длительность паузы), что приводит к усложнению этого блока и значительно более сложной настройке, но зато позволяет формировать на электродинамическом стенде с высокой точностьюслучайный процесс со случайной амплитудой, случайными длительностью иформой импульса, случайной длительностью цаузы, с произвольными соотношениями значений длительностей временных параметров.Второй вариант устройства болеепрост, упрощена его настройка, хотянесколько сложно управление, так каквместо триггера, как в первом варианте, используется второй счетчики дешифратор, что достаточно длягенерирования случайного процессас такими же параметрами и той жеточностью, как и в первом варианте,заисключением того, что в длительности паузы наряду со случайной составляющей присутствует и регулярная-составляющая паузы,На фиг. 1 и 2 представлены структурные схемы соответственно первогои второго вариантов генератора случайного процесса для управленияэлектродинамическим стендом,Устройство содержит генератор 1импульсов, делитель 2 частоты, счетчик 3 (для второго варианта первыйсчетчик 3), первый 4, второй 5 и20 9110712 третий 6 регистры памяти, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 блоки памяти, первый 11 и второй 12 преобразователи код - напряжение, датчик 13 случайных чисел, пятый блок 14 памяти, а также для первого варианта - триггер 15 (фиг. 1), а для второго варианта - второй счетчик 15 и дешифратор 16 (Фиг. 2).Датчик 13 случайных чисел предназ О начен для формирования трех потоков случайных чисел с законами распределения, вычисляемыми исходя из требуемых характеристик формируемого процесса. Каждый из потоков чисел поступает на соответствующий выход датчика 13 случайных чисел. Первый вход датчика 13 случайных чисел является входом управления выдачей инФормации на выходы, а второй вход - входом тактовой частоты. В качестве случайных чисел можно использовать устройство 4позволяющее Формировать множество потоков случайных чисел с произвольными требуемыми законами распределения.Блок 14 памяти предназначен для формирования воздействия компенсации выброса ускорения на электродинамическом ударном стенде, возникающего после отработки ударного воздействия, причем амплитуда и форма компенсирующего воздействия зависит от амплитуды и длительности ударного воздействия, а также от длительности паузы (для первого варианта) . Блок 14 З "памяти осуществляет преобразование линейной последовательности кодов, поступающей на его первый вход, в некоторую сложную функцию, Форма и амплитуда которой зависят от амплитуды, длительности воздействующего импульса и длительности паузы, поступающей на второй, третий и четвертый входы блока 14 памяти соответственно. Вход блока.,14 памяти является45 входом разрешения передачи информацйи на выход. В простейшем случае в качестве блока 14 памяти можно использовать постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором записано множество возможных форм ком- пенсирующего воздействия, каждая из которых, хранится в определенной области этого блока. При этом первый вход соответствует первой группе входов адреса А-А, ПЗУ 14, второй вход - второй группе входов адреса А ,-А , третий вход - третьей 10группе входов адреса А -А четфп+1 Ъ ф вертый вход - четвертои группе входов адреса А-А пятый входвходу разрешения чтения памяти, выход - выходам блока,Все остальные блоки устройстваявляются типовыми блоками и узламивычислительной техники.Генератор 1 импульсов предназначен для формирования опорной после 1довательности импульсов разверткипроцесса, причем может использоваться любой из известных, например, наинтегральной схеме 155 АГ 1 по типовой схеме включения. Для обеспечения высокой стабильности характеристик Формируемого процесса желательно применить генератор на кварцевомрезонаторе.Первый вход делителя 2 частотыявляется счетным входом, а второйвход - входом управления коэффициентом пересчета. Наиболее простой является реализация делителя частоты наинтегральных микросхемах 589 ХЛ 4,при этом для обеспечения требуемогодиапазона задания коэффициента последовательно соединяются несколькоэлементов.Счетчик 3 содержит счетный вход,вход кода начального состояния, входустановки начального состояния, выход кода состояния и выход переполнения, в интегральном исполнениисуществует счетчик подобного типа155 ИЕ 7,Триггер содержит счетный вход ивыход и может быть выполнен на микросхеме 155 ТМ 2Первый регистр 4 содержит входинформации, вход синхронизации записи и выход и может быть реализованна микросхемах регистров 155 ИР 1 и155 ТМ 8.Каждый из регистров 5 и 6 содержит два, выхода, вход информации ивход управления передачей хранимойв нем информации на выход и синхронизации .записи и может быть выполненна интегральных микросхемах 155 ХЛ 1.Первый блок 7 памяти содержитвыход, первый и второй входы адресаи вход .разрешения передачи информации на выход блока 7 памяти (входразрешения чтения памяти) . Второйблок 8 памяти содержит выход, входадреса и вход управления, вычитающий первую или вторую половину блока 8 памяти, Третий 9,и четвертый110712110 блоки памяти содержат вход ацре -са и выход. Все блоки памяти могутбыть выполнены на интегральных элементах памяти 155 РП 1, 155 РУ 5,188 РУ 2 и др. 5Первый преобразователь код - напряжение 11 содержит вход преобразуемого кода и выход напряжения,второй преобразователь код - напряжение 12 содержит вход опорного 1 Онапряжения, вход преобразуемого,кода и выход. Они могут быть вьгполнены на элементах 572 ПА 1.Второй счетчик 15 (фиг. 2) содержит счетный вход и выход кода состояния, коэффициент пересчета егоравей трем и он может быть реализован на микросхеме 155 ИЕ 4 (используются два младших разряда)Дешифратор 16 в зависимости от 20информации на входах выдает сигнална один из выходов и может быть реализован на микросхеме 155 ИД 4.Блок 14 памяти(фиг. 2) содержит четыре входа и выход, причем четвертый вход 25является входом разрешения передачи информации на выход. Блок 14 памяти осуществляет преобразование линейной последовательности кодов, поступающей на егопервый вход,в некоторую сложную функцию,форма которой зависит от амплитудыи длительности воздействующего импульса,поступающих на второй и третий входысоответственно.В отличие от первого варианта устройства, где производится ком 35пенсация выброса при случайной длительности паузы и блок 14 памяти содержит поэтому четвертый вход(соединенньй с выходом третьего регистра б паузы),во втором варианте устройства компенсация вы 40броса производится на регулярном огрезке времени и соответственно блок 14 памяти здесь содержит на один вход меньше,чем в первом варианте,что в значительной степени упрощает его. В простейшем45случае в качестве блока 14 памятиможно использовать ПЗУ, в которомзаписано множество возможных формкомпенсирующего воздействия. Приэтом первый вход соответствует первои группе входов адреса А 1-Аш ПЗУ 14,50второй вход - второй группе входовадреса А -А ,третий вход - третьей группе входов адреса А, -Ачетвертый вход - входу разрешениячтения, памяти, выход - выхо 55дам блока ПЗУ 14 соответственно.ПЗУ 14 может быть реализовано на интегральных микросхемах 556 РТ 4, 556 12РТ 5, 556 РТ 6. Однако данная реализация функционального преобразователя требует применения блока памяти боль шой емкости, поэ",ому в случае необходимости возможна его реализация в виде некоторого вычислительного блока, у которого в зависимости от амплитуды и длительности формируемого импульса по некоторым соотношениям вычисляется требуемая форма компенсирующего воздействия.Работу генератора по первому варианту (фиг. 1) можно представить в виде непрерывной последовательности циклов, причем каждый цикл состоит из двух фаз. В первой фазе он формирует импульс заданной формы со случайными амплитудой А и длительностью Т, во второй фазе - случайную паузу длительностью 9 и одновременно воздействие компенсации длительностью 8 . Каждая фаза состоит из ряда шагов, на каждом шаге происходит формирование одной точки импульсного процесса. К моменту начала первой Фазы очередного цикла импульс с выхода счетчика 3 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние, сигнал с выхода триггера 15 записывает из датчика 13 случайных чисел в первый 4, второй 5 и третий 6 регистры случайные числа, причем число в первом регистре 4 Определяет амплитуду импульса, число во втором регистре 5 - длительность импульса, форму импульса и количество шагов формирования импульса, число в третьем регистре 6- длительность паузы. Кроме того, сигнал с выхода триггера 15 записывает в счетчик 3 начальное состояние, поступающее на вход счетчика 3 из третьего блока 9 памяти (адрес считывания в третий блок 9 памяти поступает с второго выхода второго регистра 5), так как задается количество шагов формирования импульса, и устанавливает в делителе 2 частоты коэффициент пересчета, задаваемый кодом, поступающим из первой половины второго блока 8 памяти, Адрес считывания во второй блок 8 памяти поступает с выхода второго регистра 5. Сигнал нулевого состояния триггера 15 разрешает считывание информации из первого блока 7 памяти и из первой половины второго блока 8 памяти, прохождение информации на выход второго регистра 5 запрещает передачу информации на выход третьего регистра 6 и запре 13 1107121щает работу блока 14 памяти (на его выходе устанавливается высокоимпедансное состояние).Импульсы с генератора 1 импульсов поступают на первый вход делителя 2 5 частоты, осуществляющего деление частоты последовательности импульсов с коэффициентом пересчета, определяемьм кодом числа, поступающим на второй вход делителя 2 частоты из второго 10 блока 8 памяти. Период импульсов с делителя 2 частоты определяет длительность шага и длительность интервала дискретизации формируемого,процесса, Импульсы с выхода делителя 2 15 частоты поступают на счетный вход счетчика 3, По каждому импульсу происходит последовательное увеличение состояния счетчика 3 на единицу, начиная с начального состояния, запи санного в начале. первой Фазы цикла. При этом из первого блока 7 памяти происходит последовательное считывание записанной информации по адресам, состоящим из двух частей: числа, 25 поступающего ео второго выхода второго регистра 5, выбирающего определенную форму генерируемого импульса, и чисел, поступающих с выхода счетчика 3, Первый преобразователь 30 код - напряжение 11 преобразует последовательность считанных кодов из первого блока 7 памяти в аналоговую форму с учетом их знака, т.е. в электрический сигнал формируемого им; пульса, Этот сигнал поступает на вход опорного напряжвния второго преобразователя код - напряжение 12 и проходит на.его выход с амплиту" дой, пропорциональной коду на входе, 40 поступающему с выхода четвертого блока 10 памяти. Адрес считывания в четвертый блок 10 памяти поступает с выхода первого регистра 4. Второй преобразователь код - напряжение вы 45 полняет функцию усилителя с цифровым управлением коэффициентом усиления,После того, как счетчик 3 достигает максимального состояния, следующий импульс с делителя 2 частоты, поступающий на вход счетчика 3, проходит на выход переполнения счетчика 3 и устанавливает триггер 15 в единичное состояние, соответствующее началу второй фазы: формированию случайной длительности паузы и воз 55 действия компенсации выброса.Сигнал с выхода триггера 15 устанавливает счетчик в нулевое состояние, поступает на вход управления второго блока 8 памяти, разрешая считывание кодов из второй его половины, разрешает работу блока 14 памяти, запрещает работу первого блока 7 памяти на его выходе устанавливается высокоимпедансное состояние), запрещает прохождение информации на выход второго регистра 5 и разрешает прохождение информации на выход третьего регистра 6. Соответственно изменяется коэффициент пересчета делителя 2 частоты, поскольку во второй блок 8 памяти с выхода третьего регистра поступает новый адрес считывания и разрешено считывание из второй половины второго блока 8 памяти.Работа устройства во второй фазе цикла формирования процесса аналогична работе в первой фазе, только вместо первого блокапамяти работаетблок 14 памяти, который осуществляет преобразование линейной последовательности кодов, поступающей на его первый вход с выхода счетчика 3, в. некоторую сложную фукнцию, форма которой зависит от амплитуды и длительности сформированного в первой фазе импульса, поступающих на соответствующие входы блока 14 памяти соответственно с выхода первого регистра 4 и второго входа второго регистра 5, а также зависитот длительности паузы, поступающей на вход функционального преобразователя с выхода третьего регистра 6. Сигналы с выхода фуйкционального преобразователя, поступая через первый 11 ио второй 12 преобразователи код - напряжение на выход устройства, обеспечивают компенсацию выброса ускорения электродинамического ударного стенда.После того, как счетчик 3 достигает максимального состояния, следующий импульс с делителя 2 частоты, поступающий на вход счетчика 3, проходит на выход переполнения счетчика 3 и устанавливает триггер 15 в нулевое состояние. Сигнал с выхода триггера 15 записывает издатчика 13 случайных чисел в первый 4, второй 5 и третий б регистры новые случайные числа, определяющие амплитуду импульса, длительность импульса и длительность паузы, записывает в счетчик 3 начальное состояние, поступающее на вход счетчика 3 из третьего блока 9 памяти (адрес считывания в третийблок 9 памяти поступает с второго выхода второго регистра 5), т,е. задается количество шагов формирования импульса, и устанавливает в делителе 2 частоты коэффициент пересчета, за данный кодом, поступающим из первой половины второго блока 8 памяти (адрес считывания во второй блок 8 памяти поступает с выхода второго регистра 5). Сигнал нулевого состоя О ния триггера 15 разрешает считывание информации из первого блока 7 памяти и из первой половины второго блока 8 памяти, прохождение информации на выход второго регистра 5, запрещает 15 передачу информации на выход третьего регистра 6 и запрещает работу. блока 14 памяти (на его выходе устанавливается высокоимпедчнсное состояние). Снова начинается первая фа за Формирования очередного цикла процесса, т.е. весь цикл формирования процесса повторяется сначала.Работу генератора по второму варианту (Фиг. 2) можно представить 25 в виде непрерывной последовательности циклов, причем каждый цикл состоит из трех фаэ, В первой фазе он формирует импульс заданной формы со случайными амплитудой А и длительносгфтью ь, во второй фазе - воздействие компенсации выброса длительностью Т и в третьей фазе - случайную составляющую длительность паузы В . Каждая фаза состоит из ряда шаговф 35 на каждом шаге происходит Формирование одной точки импульсного процесса.К моменту начала первой фазы очередного цикла импульс с выхода пер вого счетчика 3 устанавливает второй счетчик 15 в нулевое состояние. Сигнал нулевого состояния второго счетчика 15, выработанный дешифратором 16, записывает из датчика 13 случай 45. ных чисел в первый 4, второй 5 и третий 6 регистры случайные числа, разрешает работу первого преобразователя код - напряжение 11 и выполняет все другие операции, аналогичные началу первой фазы работы перво 50 го варианта устройства. Работа устройства по второму варианту в первой фазе аналогична работе .устройства по первому варианту.После того, как первый счетчик достигает максимального состоянияЭ следующий импульс с делителя 2 частоты, поступающий на вход первого счетчика 3, проходит на выход переполнения первого счетчика 3 и устанавливает второй счетчик 15 в состояние 01, соответствующее началу второй фазы: Формированию воздействия компенсации выброса электродинамического ударного стенда Сигнал состояния 01 второго счетчика 15, вырабатываемый дешифратором 16, устанавливает первый счетчик 3 в нулевое состояние, разрешает чтение информации из второй половины второго блока 8 памяти, разрдшает работу первого преобразователя код - напряжение 11, блока 14 памяти, запрещает работу первого блока 7 памяти (на его выходе устанавлйвается высокоимпедансное состояние), запрещает прохождение информаций на выход третьего регистра 6 н первый выход второго регистра 5, т.е. на входе второго бло- . ка 8 памяти устанавливается высокоимпедансное состояние, которое воспринимается как максимальный адрес 111 1, Соответственно изменяется коэффициент пересчета делителя 2 час" тоты и отсчитывается фиксированная пауза, достаточная для компенсации выброса при любой длительности и амплитуде сформированного импульса.Работа устройства во второй фазе цикла формирования процесса аналогична работе в первой Фазе, только вместо первого блока 7 памяти рабо" тает блок 14 памяти, который осуществляет преобразование линейной последовательности кодов, поступающей на его первый вход с выхода первого счетчика 3, в некоторую сложную функцию, Форма которой зависит от амплитуды и длительности сформированного импульса, поступающих на входы блока 14 памяти с выхода первого регистра 4 и второго выхода второго регистра 5 соответственно. Сигналы с выхо-, да блока 14 памяти, поступаячерез первый 11 и второй 12 преобразователи код - напряжение на выход устройства, обеспечивают компенсацию выброса. В отличие от первой фазы работы первого варианта устройства, где компенсация выброса происходит на случайном отрезке времени и поэтому нужен еще один вход в блоке 14 памяти, во втором варианте эта компенсация выброса происходит на заданном Фиксированном отрезке времени и