Генератор случайных сигналов

(5)4 Н Оэ В 2 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТ ОР СКОМУ. К 2 овически Хус рот СССР1962.ССР ьство 9/00, ство 9/00,ЫХ СИГ ельно шума атор, омпара упра нного ен к д еског й с я ности НАсоел уго Ф госудю ствекный комитет сссрпо делАм изОБРетений и открытий(71) Куйбышевский элеинститут связи(54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙН ЛОВ, содержащий последоват диненные первичный источник первый алгебраический сумм также первый амплитудный к выход которого подключен к щему входу первого электро ча, выход которого подключ му входу первого алгебраич матора, о т л и ч а ю щ и что, с целью повышения точ мирования равномерного закона распределения случайных сигналов, в неговведены измеритель дисперсии, второйалгебраический сумматор, второй амплитудный компаратор и второй электронный ключ, при этом выход первичного источника шума подключен такжек входу измерителя дисперсии и к первому входу первого амплитудного компаратора, выход первого алгебраического сумматора подключен к одномувходу второго алгебраического сумматора и к первому входу второго амплитудного компаратора, выход которогоподключен к управляющему входу второго электронного ключа, выход которогоподключен к другому входу второго алгебраического сумматора, при этомвыход измерителя дисперсии подключенк вторым входам первого и второгоамплитудных компараторов и сигнальным входам первого и второго электронных ключей.Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам генерирования непрерывных случайных сигналов., и может быть использовано для испытаний работоспособности различных радиоэлектронных систем и для различных статистических экспериментов.Цель изобретения - повышение точО ности формирования равномерного закона случайных сигналов.На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема генератора случайных сигналов; на фиг, 2 - диаграммы, поясняющие его работу. Генератор содержит первичныйисточник 1 шума, первый и второйалгебраические сумматоры 2 и 3, измеритель 4 дисперсии, первый и вто Орой амплитудные компараторы 5 и 6и первый и второй электронные ключи 7 и 8,Генератор работает следующимобразом.Рассмотрим пример формированияслучайных сигналов с равномернымзаконом распределения мгновенныхзначений. С выхода первичного источника 1 шума первичный шум, имеющий Юнормальный закон распределения мгновенных значений (фиг. 2 о), поступаетна входыпервого алгебраическогосумматора 2, измерителя 4 дисперсиии первого амлитудного компаратора 5. З 5В измерителе 4 дисперсии вычисляется среднеквадратическое отклонениекоторое поступает на первый ивторой амплитудные компараторы 5и 6 и первый и второй электронные 40ключи 7 и 8. В первом амплитудномкомпараторе 5 сравнивается мгновенное значение шума Ц,. и У,и,р, гдеК = сопзС (в конкретном случае К 1= = О и Уор=О). Если мгновенное значение шума 01Блор, то с выходапервого амплитудного компаратора 5на управляющий вход первого электронного ключа 7 поступает управляющеенапряжение Б,р (фиг. 23, высокий 50потенциал Цпр открывает электронный ключ), Первый электронный ключоткрывается, и на другой вход первого алгебраического сумматора 2 с выхода измерителя 4 дисперсии пода ется напряжение смещения. В первом алгебраическом сумматоре 2 происходит сложение ц 2= Н, + дц= Ц+ СбАБ гдеС = --6 Если Б,Ц,юр, то первый электронный ключ 7 закрыт и первичный шум проходит через первый алгебраический сумматор 2 без изменений. В результате распределение значений шума принимает вид, показанный на фиг. 2 3 (сплошная линия).Результирующее напряжение после первого преобразования 02 поступает с выхода первого алгебраического сумматора 2 на вход второго алгебраического сумматора 3 и на первый вход второго амплитудного компаратора 6. Во втором амплитудном компараторе 6 сравнивается мгновенное значение шума У с 02 О=, Кф (для равномерного закона распределения 02 дор= = д.0, /2 =у С 6 или К 2= С/2) . Если 0 02 р, то с выхода второго амплитудного компаратора 6 поступает на управляющий вход второго электронного ключа 8 управляющий сигнал (фиг. 22,). Второй электронный ключ 8 открывается и через него на другой вход второго алгебраического сумматора 3 с выхода измерителя 4 дисперсии поступает напряжение смещения. Во втором алгебраическом сумматоре 3 происходит вычитаниеЯ=0 - С б 2 2 Ь Ю где С 2= 2 б Если 02 ( У 2 р, го У 2 поступает на выход. В результате этих двух преобразований получается случайный сигнал с равномерным законом распределения мгновенных значений на интерваледЦд Б = в -1- (фиг, 2 сплошная линия) .2уВарьируя значениями С, С 2, Ки К 2 (изменяя соответственно 401 , ь Б 2, Удр, 02 р ), т,е. производя параметрическое сложение мгновенных значений, соответствующих. различным участкам кривой распределения исходного шума, можно сформировать различные законы распределения мгновенных значений случайных сигналов. Величины С , С, К и К 2 можно получить расчетным пуз 1171 тем, решая обычную аппроксимационную задачу, заключающуюся в получении заданной кривой И (Б) плотности распределения выходного процесса, из отрезков кривой 51 Бый) = --1 -- -г2 Т,2 Ьплотности распределения исходного случайного процесса. Причем С;, К, 1 р д = 1,2, определяются через б и не" обходимое смеение отрезка и (У)(в рассматриваемом случае это Ь 8 , 1= - 1,2). Очевидно, что раз измеритель 4 дисперсии измеряет Б и формирует 15 напряжение, равное б , управляющее необходимыми преобразованиями над исходным случайным процессом, то предлагаемое устройство становится адаптивным к параметрам исходного слу-Го чайного процесса с нормаЛьным распределением. Таким образом, в предлагаемом устройстве не требуется его перестройки при замене первичного источника 1 шума или при изменении его д параметров. Гем самым снижаются требования к стабильности параметров первичного источника 1 шума. Предла-гаемое устройство функционально нечувствительно к этим изменениям, так ЗО как автоматическиизменяет все управляющие напряжения. В зависимости от ширины диапазона перестройки, сложности требуемых законов распределения и необходимой точности формиро 35 вания этих законов должно изменяться количество преобразований (количест 961во последовательно соединенных групп блоков: алгебраический сумматор, амплитудный компаратор, электронный ключ). Чем больше количество преобразований, тем в более широком диапа. зоне более сложных законов мгновенных значений и с большей точностьюможет перестраиваться генератор шума. Предлагаемое устройство при создании равномерного распределения позволяет при Ы 3 г = 16426, т е. при К =1,642, К,= О, С 1= 2 К, С= К (С - коэффициент передачи по второму входу первого алгебраического сумматора 2; С - коэффициент пере" дачи по второму входу второго алгебраического сумматора 3), получить вероятность попадания мгновенных значений за пределы а 0 Рк 1 ост 0,001, т.е, пренебрежимо малой, а точность аппроксимации по критерию ш 1 п шах Еш 10,002. Это очень высокие показатели, причем достигнуты они простым устройством, в котором не требуется стабильность первичного источника шума. Эти пре" имущества достигаются за счет параметрического сложения мгновенных значений первичного шума, соответствующих определенным участкам распределения первичного гауссовского шума.Предлагаемый генератор случайньк сигналов может быть использован при настройке и испытании системы передачи дискретной информации со скоростью 2400 бит/с в КВ-радиоканалах.1171961 Руг, Г рректор Л. Вески Составитель Н.Матвиенкедактор О.Юрковецкая Техред С.Мигунова аказ 4914/49ВНИИПИ исное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Тираж 872 Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Ракомитета СССРи открытийшская наб., д.4/5