Генератор случайных процессоввптб4чп2л iiijijiieaf

О П И С А Н И Е (и) 439064ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветСкихСоцимиетическихРеспублик(32) ПриоритетОпубликовано 05.08.74, Бюллетень29Дата опубликования описания 15,01.75 51) М. К 3(82 осударстеенный комитетСоеета Министроа СССРо делам изобретенийи открытий 3) 62:1 .317.765,1е относится к вычислительной Изобретенитехнике.Известны генераторы случайных процессов, содержащие задаюзций генератор импульсов, делитель частоты, устройство управления коэффициентом деления, реверсивный счетчик, фильтр нижних частотдешифратор, преобразователь код - аналог, цифровой компаратор, выход которого подключен ко входу триггера, реверсивный счетчик задания амплитуд, регистр сдвига, генераторы случайной двоичной последовательности управления амплитудой и частотой, переключатели, схему совпадения, устройство управления регистром сдвига и тритгер управленияпричем выход задающего ге 1 нератора импульсов через делитель частоты соединен со входом реверсивного счетчика, один из выходов которого через преобразователь код-аналог и фильтр нижних частот соединен с аналоговым выходом генератора, а выход дешифратора связали со входом цифрового коипаратова и выходом реверсивного счетчика задания амплитуд, ко входам которого подключены генераторы случайной двоичной последовательности управления частотой непосредственно, а случайной двоичной последовательности управления амплитудой - через триггер управления.Цель изобретения - упрощение регулирования статистических характеристик контролируемого процесса - достигается тем, что в предлагаемом генераторе выходы делителя частоты через устройство управления,коэффициентом деления подключены,ко входу де шифратора и через переключатели соединеныс устройством управления регистром сдвига, а дополнительные выходы первого реверсивного счетчика через схему совпадения подключены ко входу генератора случайной дво ичной,последовательности управления амплитудой и к выходу генератора случайной двоичной последовательности управления частотой, вход которого соединен с выходомрегистра сдвига.15 На чертеже представлена функциональнаясхема, предлагаемого устройства.Генератар содержит задающий генераторимпульсов 1, делитель частоты 2 с управляемым коэффициентом деления, реверсивный 20 счетчик 3, клемму 4 цифрового выхода, клемму 5 аналогового выходапреобразователь код-аналог 6, фильтр нижних частот 7, цифравой компаратор 8, триггер 9, схему совпадения 10, ревероивный счетчик задания 25 амплитуды 11, генератор случайной двоичнойпоследовательности управления амплитудой 12, трипгер управления 13, генератор случайной двоичной,последовательности управления частотой 14, регистр сдвига 15, устройство уп- ЗО равления коэффициентом деления 16, дешифратор 17, переключатели 18, устройство 19 управления регистром,сдвига 15.Задающий генератор импульсов 1 через делитель частоты 2 с у.правляемым коэффициентом деления подключен к счетному входу реверсивного счетчика 3, выход параллельного кода которого подключен к клемме 4 цифрового выхода, к клемме 5 аналогового выхода через преобразователь б код-аналог и фильтр нижних частот 7 и к одному входу цифрового компаратора 8. Выход последнего подключен через нулевые и единичные выходы триггера 9 к шинам сложения и вычитания этого же реверсивного счетчика 3. Нулевые выходы всех разрядов, кроме последнего, и единичный выход последнего разряда счетчика 3 подключены через схему совпадения 10 к счетному входу реверсивного счетчика задания амплитуды 11, к шинам сложения и вычитанпя этого же счетчика через генератор 12 случайной двоичной последовательности управления амплитудой, единичный и нулевой выходы триггера 13 управления и через генератор случайной двоичной последовательности управлсния частотой 14 к шине сдвига регистра сдвига 15. Выходы каждопо разряда регистра сдвига подключены,к одному из входов схем совпадения устройства управления коэффициентом деления 1 б, выходы которых подключены к делителю частоты 2, а ко вторым входам подсоединены выходы дешифратора 17. Вход дешифратора связан с цифровым компаратором 8 и выходом ревероивного счетчика задания амплитуды 1. Выходы дешифратора через переключатели 18 связаны со входами сборок устройства 19 управления регистром сдвига 15, Выходы этих сборок через инверторы, схемы совпадения и еще одну сборку, входящие в устройство 19 управления регистром сдвига 15, соединены со входом установки единицы в первом разряде регистра сдвига.Принцип работы предлагаемого генератора заключается в предствлении случайного процесса,в виде колебания, амплитуда и фаза которого изменяется по случайному закону. Известно, что изменения амплитуды 1 и фазы должны быть во много раз медленнее основного колебания. Для выработки случайного процесса необходимо модулировать основное колебание по амплитуде и изменять фазу по случайному закону в соответствии с требуемой спектральной характеристикой. Основное колебание формируется задающим генератором импульсов 1, частота импульсов которого делится делителем частоты 2, У,-разрядным реверсивным счетчиком Зпреобразователем код-аналог б и фильтром низких частот 7,С выхода преобразователя 6 снимается ступенчатое треугольное напряжение, сглаживаемое фильтром низких частот 7 в почти синусоидальное, Путем ,изменения частоты импульсов задающего генератора 1 управляемым делителем частоты 2 можно получить 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 колебание заданной длительности, 1 мплитуда задается генератором случайной двоичной последовательности управления амплитудойМ,12 который выполняет реверс счетчика2задания амплитуды1 через триггер управлсния 13.Увеличвние или уменьшение кода числа в счетчике 11 на единицу в зависимости от случайной последовательности с выхода генератора 12 происходит в те моменты времени, когда код в реверсивном счетчике 3 окажется ,равным половине максимального значения,2т. е. = 2 д - , Для этого схема совпадения 10 выдает импульс при коде 2 д .Выбор такого,режима смены задаваемых амплитуд позволяет получить стационарный случайный процесс с постоянным средиим значением. Сдвиг реверсивного счетчика задания амплитуды 11 на единицу обеспегивает медленное изменение амплитуды по сравнению с основным колебанием. Для плавного изменепня амплитуды от максимума к минимуму и наоборот счетчик 11 содержит связи, переключающие счетчик на вычитаннекогда его содержимое достигается максимума, и:на сложение, когда он опустошаегся. Цифровой компаратор 8 сравнивает значение амплитуды, зафиксированное в реверсивном счетчике 11, с числом в реверсивном счетчике 3. При равенстве кодов в счетчиках 3 и 11 с выхода компаратора па счетный вход триггера 9 поступает импульс, переключающий реверс счетчика 3, Таким образом формируется полуволна напряжения, амплитуда которого задаегся,реверсивным счетчиком 11.Для формирования случайного процесса с заданной спектральной характеристикой данному значению амплитуды полуволны должна соответствовать длителыность или несколько значений длсительностей в соответствии с требуемой спектральной характеристи,кой. Для выполнения этого условия служат :переключатели 18 и регистр сдвига 15. Для удобсгва задания амплитудно-частотноп характерисгики значение амплитуды полуволны, зафиксированное в реверсивном счетчике 11, дешифруется в десятичный корд дешифратором 17. Регистр сдвига 15 содержит У. разрядов, соответствующих линейной дискретности спектра случайного процесса.Единица, записанная в пврвом разряде регистра сдвига 15, сдвигается случайной двоичной последовательностью с генератора 14. Ввиду того, что, в зависимости от конкретного вида спектральной характеристики, амплитудам, заданиным реверсивным счетчиком 11, соответствуют различные длительности полуволн, необходимо изменять количество разрядов регистра сдвига 15 в соответствии с амплитудой полуволны. Этой цели служат устройство 19 управления регистром сдвига 15 и переключатели 18.51-1 а одном н:, выходов лснпфрагора 17 н соогветствии с кодом нчплнгуды, записанной в реверсивном счетчике 11, появляется высокий потенциал, который через замкнутые переключатели 18 поступает на сборки устройства 19 уцравлсния регистром сдвига 15. На вход установки единицы в первом разряде регистра сдвига через сборку подключается выход того разряда, у которого переключатель данной шины дешифратора 17 замолкнут последним. Действительно, на,схему совпадения данного разряда поступают разрешающие сигналы с шины дешифратора 17 через переключатель 18 и сборку и инвертированный запрещающий сигнал с последующей сборки. Таким образом данный, разряд замыкает регистр сдвига 15 в кольцо. Предыдущие разряды не замыкаются в кольцо, погому что на схемы совпадений из разрядов поступают запрещающие сигналы (инвертированные разрешающие сигналы сборок). После сдвига регистра сдвига импульсами случайной двоичной последовательности с генератора 14 на одном из выходов этого,регистра появляется высокий потенциал, который через схему совпадения устройства управления коэффициентом деления 16, к которой также приложен высоиий потенциал с дешифратора 17, поступает на делитель частоты 2 с управляемым коэффициентом,деления и определяет такой коэффициент деления д, входных импульсов задающего генератора 1, при котором данной амплитуде соответствует определенная длительность полуволны случайного колебания.Выход первого разряда:регистра сдвига 15, подключенный через схемы совпадения устройства управления коэфф:ициентом деления 16 к делителю частоты 2, устанавливает такие коэффициенты деления делителя частоты (й Чгд г), что для всех амплитуд (1, 2 2 д 1) длительность полуволны остается равной средней величине всех возможных значений длительностей. При линейчатом разделении спектра это условие равносильно заданию,средней частоты, Ввиду того, что первый разряд определяет ,длительность полу- волны (среднюю частоту), в:него записывается единица начальной установки (когда код в реверсивном счетчике 3 становится равен 2 ф - ) и он не замыкает себя в кольцо. Выход второго разряда устанавливает длительность,полуволны (частоту) на единицу дискретности во времени (частоте), меньшую средней для всех (2, 2 д) значений амплитуд. Выход третьего разряда регистра сдвига 15 устанавливает длительность полуволны,20 25 ЗО 35 40 45 50 55 большую средней на единицу дискретности но времени, выход чегне 1 ггого - на дв единицы меньше и т. д.Сдвиг регистра сдвига 15 происходит за время, меньшее минимального периода поступления импульсов на реверсивный счетчик 3. Итак, при помощи переключателей 18 количество которых равно Ж 1 (У - 1) и определяется амплитудной У, и временной У 2 дискретизацией случайного процесса, устанавливается требуемая спектральная характеристика случайного процесса. Предмет изобретения Генератор случайных процессов, содержащий задающий генератор импульсов, делитель частоты, устройство управления коэффициентом деления, реверсивный счетчик, фильтр никних частот, дешифраторпреобразователь код-аналог, цифровой ком пар атор, выход которого подключен ко входу триггера, ревераивный счетчик задания амплитуды, регистр сдвига, генераторы случайной двоичной последовательности управления амплитудой и частотой, переключатели, схему. совпадения, устройство управления регистром сдвига и триггер управления, причем выход задающего генератора импульсов через делитель частоты соединен со входом реверсивного счетчика, один из выходов которого через преобразователь код-аналог и фильтр нижних частот соединен с аналоговым выходом генератора, а выход двшифратора связан со входом цифрового компаратора и выходом реверсивного счетчика задания амплитуд, ко входам которого подключены генераторы случайной двоичной последовательности управления частотой непосредственно, а управления амплитудой - через триггер управлсния, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью упрощения регулирования статистических характеристик контролируемого процесса, выходы делителя частоты через устройство управления коэффициентом деления подключены ко входу ,дешифратор а и через, переключатели соединены с устройством управления регистром сдвига, а дополнительные выходы реверсивного счетчика через схему совпадения подключены ко входу генератора случайной двоичной последовательности управления амплитудой и к выходу генератора случайной двоичной последовательности управления частотой, вход которого соединен с выходом регистра сдвига.439064 Составитель С. Лукинская Техред 3. Тараненко Корректор А, Степанова Редактор Б, Федотов Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3555/12 Изд.161 Тираж 811 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5