Стохастический функциональный преобразователь

ОП ИСА Н И Епп 428375 Саюз Саватаких Вациаяиатичаских Рааиубник61 исимое от авт. свидетельства -51) М. Кл. 6 0611/02 2/ Заявлено 29.08.72 (21) 1823673/18-24 с присоединением заявки -Газу.аааатввннмй намнтатСаввта Юиннстрав ССС 2) порите Опубликовано 15,05.74. Бюллетень18ва делам нзебаатен н еткрытнй исания 02.06.75 Дата опубликованиИзобретение относится к области вычислительной техники п технической физики и может быть использовано при построении стохастических функциональных преобразователей для получения случайной импульсной последовательности с регулируемым законом распределения амплитуд импульсов. Изобретение может найти применение при исследовании нелинейных систем автоматического управления, систем оонаружения, радиолокационных систем и систем передачи информации для имитации входных воздействий.Известен преобразователь случайных равновероятных двоичных чисел в случайную импульсную последовательность с регулируемым законом распределения амплитуд импульсов, состоящий из дешифратора 1 Х 1-разрядных двоичных чисел, выходы которого образуют 2:" канала с регуляторами уровня сигнала, выходы регулятороа уровня объединены схемой ИЛИ.В этом преобразователе имеется возможность дискретно пзмонять вероятность появления импульсов заданной амплитуды в формируемой последовательности путем изменения числа каналов т, т. е. изменять закон расп(ределения амплитуд импульсств,Прп этом точность задания вероятностей ограничена величиной Рт, т. е. вероятностью появления импульса в каждом канале, п тем выше, чем меньше эта величина. Повышенпе точности преобразования влечет за собой увеличение числа каналов преобразователя, т, е.усложнение устройства.5 Неидентпчность и нестабильность работыкаждого нз ог каналов влечет снижение точности преобразования.Недостатком прототипа является ограниченная точность формирования заданного закона распределения ввиду дискретности изменения вероятности амплитуд импульсов.С целью повышения точности преобразования в каждый канал вводится управляемый 15вентиль, который управляется своим пороговым элементом с регулируемым порогом срабатывания, вход которого соединен с выходом генератора шума. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого функционального преобразователя; на фиг. 2 - график заданной плотности распределения вероятностей случайной импульсной последовательности; на фпг. 3 - график интегрального закона распределенпя случайного сигнала на выходе генератора шума. Функциональный преобразователь содержит: дешифратор Л/-разрядных двоичных чисел, регуляторы уровня сигнала 2, схему ИЛИ, вход дешифратора 4, выход схемы ИЛИ 5, управляемые вентили 6, пороговые элементы 7 с регулцруемым порогом сраоатывания, генератор шума 8,Стохастическцй функциональный преобразователь состоит из,дешифратора Л 1-разрядных двоичных чисел 1, регуляторов уровня сигна ла 2, выходы которых соединены с входами схемы ИЛИ, Выходы дешифратора соединены с сигнальными входамц управляемых вен 1 пилей б, выходы которых соединены с входами регуляторов уровня. Управляющие входы вентилей соединены с выходами пороговых элементов 7, входы которых соединены с выходамц генератора шума 8.При работе преобразователя на вход 4 дешифратора 1 поступают случайные равновероятные У-разрядные двоичные ч 1 исла с генератора случайных чисел. Прц этом с выходов дешцфратора на входы управляемых вентилей 6 идут случайные несовместимые по времени равновероятные импульсы. Вероятность поступления им 1 пульсов на 1-ый вентиль равна:При этом Ризменяется от О ло 1 прцИЗМЕНЕНИИ Бас ОТ Уа(1) макс ДО 110 мии.как появление сигналов на обоих входахвентилей событие независимое, то условиявероятности появления импульсов на выходе(3) Рк=1 Ро 1 Безусловная вероятность наличия импульсов на выходе г-го вентиля определится с учетом пропусков импульсов начальной последовательности. Эта вероятность равна:(4) Таким образом, вероятность появления 05 где Р, - вероятность появления иьппульсов на айком выходе делифратора;У - число разрядов равновероятных случайных двоичных чисел. Одновременно слчнЗо чаиное напряжение с выхода генератора шумя 8 поступает на входы пороговых элементов 7. Вероятность появления напряжения на выходах пороговых элементов, а следовательно, ц на управляющих входах вентилей б зависит35 от выбранного порога срабатывания пороговых элементов.Для г-го порогового элемента при пороге срабатывания с 1 о. этд вероятность появления напряжения на выходе порогового элемента 40 равна: импульсов на выходе 1,-го Вентиля может плаВно изменяться от О до Рс 1 макс В заВисимости от выбора порога срабатывания соответствующего порогового элемента,С выходов вентилей 6 импульсы поступают на входы регуляторов уровня 2, посредством которых задается уровень импульсов с полученной вероятностью появления. С Выходов регуляторов уровня импульсы собц - раются схемой ИЛИ 3 в формируемую последователвно 1 сть на выходе 5.Изменением уровней импульсов в каналах и порогов срабатывания пороговых элементов появляется возможность задавать вероятность импульсов определенной амплитуды в соответствии с требуемым законом распределения амплитуд импульсов в формируемой импульсной последовательности,Настрой 1 ка преобра 1 зователя в соответствии с заданным законом распределения осуществляется следующим образом.Требуемый закон распределения формируемой последовательности задается таблично цли графиком (фиг. 3), откуда берутся значения вероятностей Р; для каждого уровня импульсов. Из выражения (4) наход 51 тся Всро 51 тности РО;асс1л 1 максПо графику интегрального закона распределения случайного напряжения на выходе ге. нератора шума Р(Е/) (фиг. 3) находятся пороги срабатывания Е/соответствующих пороговых элементов, Выставляются значения амплитуды импульсов сформированной последовательности Уи У; для каждого канала преобразователя, после чего при его работе с выхода 5 схемы ИЛИ снимается случайная импульсная последовательность с заданным законом распределения,",мплитуд импульсов.В результате использования изобретения для построения стохастических функциональных преобразователей повышается точность получения заданного закона распределения амплитуд формируемой импульсной последовательности ввиду плавной регулировки вероятностей, Число каналов не зависит от требуемой точности преобразования и определяется числом различных уровней импульсов в формируемой последовательности. Если при ЗО 1 О-ной точности задания вероятностей восьми уровней импульсов требовалось 32 канала прототипа, то при большей точности потребуется всего восемь каналов предлагаемого преобразователя.Вновь введенные элементы позволили существенно сократить число каналов протоТ 1 ипа, умепьш 1 ить,разряд 1 ность чисел с генератора случайных чисел, упростить схему дешифратора и схему ИЛИ. Кроме того, исключается требование идентичности каналов.428375 фиг 1 Можно утверждать, что использование предлагаемого изобретения прп построении стохастических преобразователей данного типа увеличивает точность преобразования.Для реализации предполагаемого изобретения можно использовать унифицированные вентили: в качестве пороговых элементов - триггеры Шмидта, в качестве генератора шума - генератор непрерывного случайного стационарного сигнала с любым законом рас пределения.Стохастический функциональный преобразователь предполагается выполнять в виде переносного лабораторного прибора.Предмет изобретенияСтохастический функциональный преобразсватель, содержащий дешифратор, регуляторы уровня сигнала, выходы которых подключены к схеме ИЛИ, выход которой соединен с выходной клеммой преобразователя, 5 отличающийся тем, что, с целью повышенияточности преобразования, он содержит управляемые вентили, пороговые элементы и генератор шума, выход которого подключен к сигнальным входам пороговых элементов, 10 выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих управляемых вентилей, сигнальные входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора, а выходы управляемых вентилей со единены со входами соответствующих регуляторов уровня сигнала,каз 63/385ЦНИИ ПодписноеССР ии, Харьк, фил. пред. Патент Изд.1577 Государственного по делам изо Москва, Ж, Ь 1