Функциональный преобразователь напряжение-вероятность

СОЮЗ СОВЕТСКИХсанмлюп на иРЕСПУБЛИК(21) 3568243/ (22) 22.03.83 (46) 15.08,84 (72) С.Н. Бон и А.Е. Эйдель (71) Донецкий ситет 18-24 Бил. 9аренко,ан Д. Фесивский й универгосударствен 088,8) ент С 7/02,т Фран13/00,ША Яф 3835452,опублик. 1973.ии Ф 2172032,опублик. 1973 (и ЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАЕРОЯТНОСТЬ, соглучайных чисел НК 1.ИОНЕНИЕнерато ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(53) 681. 3( (56) 1. Пат кл. С 06 Р2, Патен кл, Н 03 К тотип), (54)(57) ФУ ТЕЛЬ НАПРЯЖ держащий ге и компаратор, первый вход которогоявляется входом устройства, а выходвыходом устройства, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, ондополнительно содержит блок умножения, интегратор и квадратор, вход которого соединен с выходом компаратора выход - с информационным входоминтегратора, вход опорного напряжения которого является вторым входомустройства, выход интегратора соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключенк выходу генератора случайных чисел,а выход - к второму входу компараторИзобретение относится к области специализированных средств вычисли тельной техники, в частности к преобразователям аналогового напряжения в случайную последовательность импульсов.Преобразователь может найти применение в автоматике, гидро- и аэро динамике, радиоэлектронике и в других областях науки и техники, где необходимо применение специализированных вычислителей для определения статистических характеристик.Преобразователь предназначен для преобразования входного аналогового 15 сигнала в случайную последовательность импульсов, вероятность появления которых пропорциональна значению входного сигнала.Известно устройство кодирования 20 цифровой информации, содержащее генератор случайных чисел и схему сравнения, Последняя воспринимает двоичные разряды информации на одну группу своих входов и случайные двоичные 25 сигналы на другую. Выходной сигнал схемы сравнения передается на один из двух выходных проводов кодирующей системы, Закодированные сигналы могут передаваться в комбинации со знаковым разрядом исходной информации 13.Недостаткомустройства является ограниченный динамический диапазон преобразуемых входных сигналов.Наиболее близким к предложенному по технической сущности является преобразователь напряжение - вероятность, содержащий аналоговый компаратор, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)40 и генератор случайных чисел. Кодирование аналогового напряжения осуществляется с помощью компаратора, на который подаются это напряжение и аналоговый шум. Аналоговый шум полу 45 чают путем преобразования кода генератора случайных чисел с помощью ЦАЛ Г 21. 436 2ному отклонению (СКО) входного сигнала.Поставленная цель достигается тем,.что функциональный преобразовательнапряжение - вероятность, содержащий генератор случайных чисел икомпаратор, первый вход которого является входом устройства, а выход -выходом устройства, содержит блок ум-ножения, интегратор и квадратор,вход которого соединен с выходом компаратора, а выход - с информационнымвходом интегратора, вход опорногонапряжения которого является вторымвходом устройства, выход интеграторасоединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу генератора случайныхчисел, а выход - к второму входукомпаратора.На чертеже представлена структурная схема устройства.Схема содержит генератор 1 случайных чисел, блок 2 умножения, компаратор 3, квадратор 4, интегратор 5.Входное напряжение Б поступаетна первый вход компаратора 3, на второй вход которого подается напряжение Б аналогового шума, вырабатываемое блоком умножения. Вероятностьпоявления импульсов Р, на выходе компаратора 3 изменяется от О до 1 в зависимости от мгновенных значенийвходного напряженияРз Кз Цвхгде К , Р , Б., - коэффициенты передачи и параметры вы.ходных сигналов1-го блока соответственно.Случайная последовательность импульсов, вероятность появления которых равна Р поступает на вход квадратора 4,.Импульсы с выхода квадратора 4 и опорное напряжение Боя поступают на входы интегратора 5, Недостатком устройства является ограниченный динамический диапазон 50 преобразуемых входных сигналов, что связано с ограниченной разрядностью ЦАП, вырабатывающего аналоговый шум.Цель изобретения - расширение динамического диапазона преобразуемо.55 го входного сигнала, Расширение осуществляется за счет нормирования выходной переменной по среднеквадратич КР, - Поп =О,(2) Если напряжение 0 х имеет постоянное значение СКО, то на выходе интегратора 5, включенного в контур отрицательной обратной связи, напряжение изменяется во времени до тех пор, пока на его входе среднее суммарное напряжение становится: равным нулю1108436 Составитель В. ГребенщиковРедактор О. Колесникова Техред С.Легеза Корректор М. Демчик Заказ 5865/34 Тираж 699 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 згде черта означает осреднение;К - коэффициент, определяемый формой и длительностью импульсов.Подставим выражение (1) в выражение (2) и определим коэффициент передачи преобразователя К,11 опзК Пг (3)ЬХВ соответствии с выражением (1) вероятность Рз на выходе преобразова0 теля определяется выражениемРь Г )," (4) аДинамический диапазон преооразователя ограничен электрическими параметрами примененных в устройстве элементов. Сверху диапазон ограничен максимально допустимым напряжением Бз на выходе интегратора, а снизу - шумами схемы и чувствительностью компаратора 3. Дополнительное преимущество.преобразователя состоит в том, что он выполняет функцию вольтметра СКО, поскольку выходное напряжение интегратора пропорционально ,СКО входного сигнала.