Генератор случайного процесса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 11) 018 А 06 Г 7/58 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СА.) ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 30.12.85. Бюл.4871) Минский радиотехнический институт 72) А. А. Петровский(56) Верешкин А. Е., Катковник В. Я. Линейные цифровые фильтры и методы их реализации. М.: Советское радио, 1973, с. 108 - 109.Авторское свидетельство СССР750466, кл. б 06 Г 7/58, 1978.Авторское свидетельство СССР631961, кл. б 06 Г 7/58, 1976.(54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий источник шума, выход которого соединен с информационным входом первого цифрового фильтра, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого является выходом генератора, регистр памяти, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, группа информационных входов которого подключена к выходам соответствующих генераторов импульсов группы, второй коммутатор, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач генератора путем увеличения диапазона настроики генератора по частоте, он содержит второй цифровой фильтр, управляемый счетчик, регистр команд и регистр кода, выход которого соединен с информационным входом второго коммутатора и с информационным входом регистра памяти, выход которого соединен с входом задания коэффициента пересчета управляемого счетчика, выход переполнения которого соединен с тактовым входом первого цифрового фильтра, выход которого соединен с информационным входом второго цифрового фильтра, выход которого соединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя, тактовый вход которого объединен с тактовым входом второго циф рового фильтра и со счетным входом управ д ляемого счетчика и подключен к выходупервого коммутатора, первый вход регист- у у ра команд соединен с управляющим входом ЮР второго коммутатора, первый и второй вы- С ходы которого соединены с входами задания коэффициентов соответственно первогои второго цифровых фильтров, входы Пуск - которых подключены к второму выходу регистра команд, третий выход которого под-ключен к входам Останов первого и вто-рого цифровых фильтров, четвертый выход регистра команд соединен с синхронизирую- С щим входом регистра памяти.ей 00Изобрсгение относится к вычислительной технике и может быть использовано нкачестве блока модульной ЭВМ, специализированного блока универсальной ЭВМ,задающей аппаратуры для воспроизведенияслучайных процессов с заданной спектральной плотностью мощности при построенииавточатизированных систем управленияиспытаниями на случайную вибрацию,Цель изобретения - расширение классарешаемых задач генератора путем увеличейия диапазона настройки генератора по частоте.На фиг, 1 представлена схема предлагае.Вмого генератора случайного процесса; нафиг. 2 - график модуля функции Б(Ж);на фиг. 3 - способ выбора константы С;на фиг. 4 - пример взаимодействия цифровых фильтров в генераторе (штриховымилиниями показана спектральная плотностьпроцесса на выходе генератора случайногопроцесса),гоГенератор содержит второй коммутатор 1, цифроаналоговый преобразователь 2,фильтр 3 нижних частот, регистр 4 памяти,дешифратор 5, первый коммутатор 6, группу 7 генераторов импульсов, источник 8 шума, первый цифровой фильтр 9, регистр 10команд, второй цифровой фильтр 11, управляемый счетчик 12, регистр 13 кода.Генератор работает следующим образом.Из регистра 13 кода через коммутатор 1 30по разреша;эщему сигналу с выхода регист-,ра 10 команд во второй цифровой фильтр 11записываются коэффициенты передаточнойфункции соответствующего диапазона согласно выбранной константе С (фиг. 3).Причем этот диапазон соответствует наи.более;широкополосному случайному про.цессу, формируемому в данном случае.По команде регистра 10 через коммута.тор 1 в память первого цифрового фильтра 9записываются параметры весовой функции, 1 Оопределяющие вид спектральной плотностиформируемого случайного процесса, В регистр 4 памяти также записывается код, покоторому выби раются соответствующиечастоты дискретизации.Содержимое регистра 4 определяет коэффициент пересчета счетчика 12, Выходнойсигнал дешифратора 5 поступает на управляющий вход коммутатора 6 для выборасоответствующей частоты генераторов .Здесь частота дискретизации определяет оразрешающую способность первого цифро.вого фильтра 9. Частота дескритизации 1 р,связана с верхней частотой спектра согла:но теореме КотельниковаЕ,=-2,3,Таким образом, изменение частоты дискретизации будет менять верхнюю частоту 1 спектра, т.е, будет происходить перестройка генератора по диапазону частот. Генераторы 7 генерируют сетку частот, которая определяет количество диапазонов перестройки по частоте генератора случайного процесса.Следует отметить, что количество частотных отсчетов спектральной плотности во всех диапазонах одинаково. Ослабление повторов передаточной функции первого цифрового фильтра 9 во всех диапазонах одинаково. Причем количество диапазонов может быть произвольным, а также возможно испольэовать генератор тактовых частот с плавной регулировкой частоты.Далее белый шум с выхода источника 8 шума поступает на вход первого цифрового фильтра 9, на выходе которого, получается дискретный случайный процесс. Второй цифровой фильтр 11 отфильтровывает повторы передаточной функции первого цифрового фильтра 9 и формирует дискретный случайный процесс. Он поступает на вход цифроаналогового преобразователя 2, на выходе которого получается непрервный случайный процесс с заданным спектром. На фиг. 4 показан пример вза и модействия первого цифрового фильтра - сплошная кривая, второго цифрового фильтра - пунктирная кривая и цифроаналогового преобразователя с восстанавливающим оператором - схема фиксации нулевого порядка - штрихпунктирная кривая. Заштрихованная часть (на чертеже) показывает результирующий спектр на выходе генератора случайного процесса., Используя данный подход для реализации генератора случайного процесса, оказывается возможным в процессе его работы оперативно изменять спектральную плотность мощности и перестраивать генератор по частотному диапазону в широких пределах, путем изменения тактовой частоты при сохранении константы С, особенно в низкочастотную область, что важно для виброиспытаний, так как аналоговых элементов, затрудняющих перестройку, здесь нет.Вибирая соответетвующим образом передаточную функцию второго цифрового филь. тра 11, можно компенсировать резонансы и провалы амплитудно-частотной характеристики виброустановки в случае использования генератора в качестве задающей части виброиспытательной системы. При этом сократится общее время выхода системы на заданный вибрационный режим при изменении программы испытаний.