Устройство для формирования случайных сигналов

(5 П ЗСЕсвщЦ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Д ВТОРСНОМУ ЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свУ 953704, кл. Н 0Авторское свидУ 392501, кл, С 0 У 39А,А. Рачков,аломасова 8.ид3 етельство СС К 3/84, 1981 ельство СССР Р 15/36, 197 7 тносится к импул Изобретение технике, Цель ние функциона чет обеспечен вания сигнало Опорный сигн изобретения - ра льных возможносте ия возможности фо миртро1; трал в с заданным спек нал с заданной сп ью мощности формир ем 3 опорного сиг К нои плотнос формировате М УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОслучАйных сигнАлов нала. Выходной формирователь 4 преобразует этот сигнал методом аппроксимации кривой спектральной плотности мощности ступенчатой кривой) в случайный процесс с заданной спек- тральной плотностью мощности (например, вида 1/К , при с( 2), Для этогоЫ с учетом постоянной величины относительной погрешности аппроксимации устанавливается необходимое отношение коэффициентов передачи фильтров 11.1-11,6 нижних частот выходного формирователя 4, на выходе которого устанавливается сумматор 12, .обеспечивающий калибровку выходного сигнала, Работу блоков устройства коор- Я динирует блок 1 управления, Блок 5 контроля осуществляет подсчет и индикацию числа тактовых импульсов за С цикл работы устройства, т.е. за период последовательности, сформирован-: ной формирователем 3 опорного сигнала. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. )ива4 ьИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в метрологии и при испытанияхсистем автоматического управления ирадиотехнических систем.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет обеспечения возможности формирования сигналов,с заданным спектром.На чертеже представлена функциональная схема устройства для Формирования случайных сигналов.Устройство содержит блок 1 управления (состоит из частей 11 и 1,2),вход которого соединен с выходомгенератора 2 тактовых импульсов,Формирователь 3 опорного сигнала,выход которого соединен с входом выходкого Формирователя 4, блок 5 контроля, вход которого соединен с первым выходом блока 1 управления и свходом синхронизации формирователя 3опорного сигнала, первый и второй 25входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока1 управления, группа входов которогосоединена с соответствующими выходамиформирователя 3 опорного сигнала.Блок 1 управления содержит первыйи второй триггеры 5 и 7, элемент И 8,дешифратор 9 и элемент ИЛИ 10, первыйвход которого является вторым выходомблока 1 управления и соединен с входом сброса. первого триггера б, выход которого является третьим выходомблока 1 управления, первый выход которого соединен с выходом элементаИ 8, первый вход которого соединенс входом синхронизации первого триггера 6 и является входом блока 1 управления, группа входов которого соединена с соответствующими входамидешифратора 9, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 10,выход которого соединен с входомустановки второго триггера 7, выходкоторого соединен с вторым входомэлемента И 8,Выходной формирователь 4 содержитгруппу 11 параллельно соединенныхфильтров 11,1-11,6 нижней частоты,входы которых являются входом выходного формирователя 4 а выходы соеди 955иены с входом сумматора 12,Блок 5 контроля содержит последовательно соединенные счетчик 13 импульсов и дешифратор 14, выходы ко торого соединены с входами индикаторов 15. Вход синхронизации счетчика 1.3 импульсов соединен с входом блока 5 контроля.Формирователь 3 опорного сигнала может быть реализован, например, на регистре 16 сдвига с сумматором 17 по модулю два в цепи обратной связи.Устройство для формирования случайных сигналов работает следующим образом,Формирователь 3 опорного сигнала Формирует исходный случайный процесс со спектральной плотностью мощ 2 и = ( 1 ц 1) с Так, например,при с= 1, со сне ным частотами Г, = гриняв 1=2, имеют1 Р "+ )ГгГ,для 1/Г-шума, т,е,ктром ограничен 10 Гц и 1=10000 Гц,п=бБ)п 2 ИТ 2ности вида ( , ) , т.е, после 27( ГТдовательность максимальной длины. Блок 1 управления сигналом по первому входу формирователя 3 опорного сигнала производит установку регистра 16 последнего в начальное (ненулевое) состояние.Псевдослучайный сигнал с выходов формирователя 3 опорного сигнала поступает на вход выходного формиро- вателя 4, который формирует случайный процесс со спектральной плотностью мощности вида 1/ (при( 2) из исходной Г 1-последовательности. Пуи этом используется метод аппроксимации кривой спектральной плотности мощности ступенчатой кривой, Исходя из выбранной постоянной величины относительной погрешности аппроксимации логарифмической амппитудной характеристики(ЛАХ), устанавливается постоянное отношение коэффициентов передачи фильтров 11.1-11,6 нижних частот (ФНЧ) С - /С= 1, где Б=1 соответствует ФНЧ на нижней границе формируемой ЛАХ, Б=п - на верхней границе, Откуда ,/ ,= 1 ,гдегы й 5 - частота среза, Б-го ФНЧ (Б 1,2 6). Для Б=п Г = й,1)- верхняя граничная частота Формируемой ЛЛХ, лежащая в пределах участБ 1 п 2 ИТка спектра ( .) исходной И -2 ТГТпоследовательности, При установленном 1 необходимое число ФНЧ 11.1- 11.6 определяется выражениемСледоват льна, число составляюцртхФНЧ п=6. Соответственно Г =10 Гц1Г = 40 Гц, Гэ= 160 Гц, Г = 640 Гц,- 2560 Гц Е = 10240 Гц, С,= 32,6 ф С 8 Сф 4 фНа выходе выходного формирователя4 установлен сумматор 12, с помощьюкоторого устанавливается калиброванное по уровню выходное напряжение 101/Г -шума.При поступлении единичного сигналана вход (" Запись "1") триггера 6 и сприходом на другой его вход тактовыхимпульсов от генератора 2 тактовых 15импульсов на выходе триггера 6 появляется единичный сигнал, который поступает на второй вход регистра 16 сдвига.При поступлении единичнсго сигнала на вход (" Пуск" ) триггера 7 на . 20его выходе появляется разрешающийсигнал, который поступает на второйвход элемента И 8. На первый входэлемента И 8 поступают тактовые импульсы от генератора 2 тактовых импульсов, С выхода элемента И 8 тактовые импульсы поступают на вход синхронизации регистра 16 сдвига, обес,печивая формирование М-последовательности в формирователе 3 опорного сигнала, В процессе ее формирования свыхода элемента И 8 тактовые импульсы поступают также на вход блока 5контроля. С выхода формирователя 3опорного сигнала М-последовательность 85поступает на вход выходного формирователя 4.При появлении на входах дешифратора 9 определенной комбинации с выходов формирователя 3 опорного сигнала на выходе дешифратора 9 появляется сигнал, который через элементИЛИ 10 поступает на вход установкитриггера 7, запрещающего грохождениечерез элемент И 8 тактовых импульсов, 45При этом на блоке 5 контроля фиксируется число тактовых импульсов в течение периода М-последовательностиТпВ течение того же периода Т на 50выходе устройства формируется аналоговое напряжение калиброванного поуровню низкочастотного шума со спектральной плотностью мощности вида1/Г "при с (2,55Формула изобретения1. Устройство для формированияслучайных сигналов, содержащее генератар тактовых импульсов, формирователь опорного сигнала и выходной формирователь, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения воэможности формирования сигналов с заданным спектром, в него введены б: ок управления и блок контроля, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй, третий и первый выходы которого сое - динены соответственно с первым, вторым входами и с входом синхронизации формирователя опорного сигнала, соответствующие выходы которого соединены с группой входов блока управления, вход выходного формирователя соединен с соответствующим выходом формирователя опорного сигнала, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом блока управления,2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит два триггера, элемент И, дешифратор и элемент ИЛИ, первый вход которого является вторым выходом блока управления и соединен с входом сброса первого триггера, выход которого является выходом блока управления, первый выход которого соединен с выходам элемента И, первый вход которого соединен с входом синхронизации первого триггера и является входом блока управления, группа входов которого соединена с соответствующими входами дешифратора, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И. 3, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что выходной формирователь содержит группу параллельно соединенных фильтров нижней частоты, входы которых являются входом выходного формирователя, а выходы соединены с входом сумматора,4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля содержит последовательно соединенные счетчик импульсов и дешифратор, выходы которого соединены с входами соответствующих индикаторов, вход синхронизации счетчика импульсов соединен с входом блока контроля.