Устройство для моделирования регулярных и псевдослучайных процессов

439824 Союз СоветскинСоциалистическихРеспубпик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(л. б 06 д 7/ с присоединением заявки М осударственныи комитет Совета Министров СССР оо делам изобретенийи открытии 32) Приоритет - публиковацо 15,08.74, Бюллетень М 3Дата опубликования описания 06,03.75 681.333 (088.8) 53 Авторизобретеция(71) Заявитель 54) УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕГУЛЯРНЫХ И ПСЕВДОСЛУЧАЙНЪХ ПРОЦЕССОВуемому источнику 1 и регул а 3,Изобретение относится к области вычислигельцой техники и может быть использовацо для моделирования регулярных и псевдослучайцых процессов,Известно устройство для моделирования псевдослучайных процессов, содержащее интегратор, компаратор цапряжеция и ццвертор.Однако известцое устройство применимо для узкого класса специализированных задач.Целью изобретения является расширение класса решаемых задач.Поставленная цель достигается тем, что управляющие входы оптропов подключены через суммирующие усилители к схеме выбора закопа распределеция, связанной с выходами фуцкциоцальцых генераторов и регулируемого источника смещения.Схема устройства приведеца ца чертеже, Устройство содержит интегратор 1 ца операционном усилителе 2 с конденсатором 3, ицвертор 4 ца операционном усилителе 5 с резистором 6 обратцой отрицательной связи, компаратор 7 цапряжеций, цепь положительцой обратной связи 8, оптроцы 9 и 10, установленные ца входах интегратора 1 и ицвертора 4 соответственно и состоящие из фоторезисторов 11 и светодиодов 12, Светодиоды подключены к суммирующим усилителям 18 и 14, входы которых подсоедицецы через схему 15 выбора закона распределецпя к фуцкциоцальцым гецераторам 16 1 р 7 смещения.Схема выбора 15 закона распределения параметров моделируемого процесса представляет собой коммутационную схему, которая позволяет подключать ко входам суммирующих усилителей 18 н 14 выходы фуцкциоцальцых генераторов 15 цли источник Г регулируемого смещения в различных комбинациях по вцешцим командам выбора режима работы устройства, поступающим ца входы 18.В стационарном режиме работы устройства по одной цз внешних команд, поступающих ца входы 18 схемы 15, ца первые входы суммирующих усилителей И и 14 подается только цапряженце цачальцого смещения +Гс. 0 от источника 17, и через светодиоды 12 оптроцов 9 и 10 проходит постояццый ток смещения, благодаря которому обеспечивается определенное начальное значение сопротивлений фоторезцсторов 11: Й,и Я,1,.В этом случае в замкнутом колебательном контуре, состоящем цз интегратора 1, компаратора напряжений 7, ицвертора 4, фоторезисторов 11 и цепи положительной обратцой связи 8, возникают устойчивые колебация, частота которых определяется значениямиа, гс, в, ь где С - значение емкости коцдецса(9) КтоКонт ог =, (1,Яф Кто Копт п 22 ( 1Лф., Лов - величина сопротивления резистора бб,Ук- величина фиксированного уровня двухполярного напряжения па выходе компаратора 7,На выходе 20 инвертора 4 формируются прямоугольные разнополярные импульсы, инвертированные относительно импульсов с выхода 19 компаратора 7, с амплитудой:(1где гг= 1, 2, 3 - порядковый номер очередного импульса.На выходе 21 интегратора 1 формируется напряжение треугольной формы: 1 То 4Циит = - ,Сина(11= ( - 1) и+Йф, 1- - Т 4(2)Дос,комп Т,Я,и Я,1 С 2 где То - период колебаний в стационарном режиме работы.Значение периода Т. находится из уравнения:Оинв+ Унит = О, (3) что соответствует моменту срабатывания ком паратора 7.Решая систему уравнений (1), (2), (3), после преобразований получаем:Т. = 2 йф, С. (4)В режиме моделирования регулярных и псевдослучайных процессов по одной из внешних команд, поступающих на входы 18 схемы 16, на вторые входы усилителей,13 и 14 подаются напряжения 17 =АДи 02=А 22, являющиеся периодическими функциями времени с амплитудами А, и А, и периодами повторения Т, и Т, соответственно, в результате действия которых происходит изменение значений Дф, и Яфв по следующим функциональным зависимостям:Ян (1) =Яф +К,;с Коих А, (1) ==гафт 1+22222 (с) ) 1 (б)где К - коэффициент передачи суммиру 1 о щих усилителей .1 д и 14, Конт - коэффициент передачи оптронной пары светодиод-фото- сопротивление.Для упрощения вычислений предлагается характеристика передачи оптронной пары ли. нейной и КУс(1, Конт(1, АЛф А 2 Ът .В этом случае: Чтобы найти аналитическое выражение дляпараметров сигналов (амплитуды, длительности и частоты) в таком режиме работы, необходимо решить следующую систему уравнений:Яос5 ) Лф, 1+т 22(г) ),, (8)Т,1+т 1 (г) ) 1+т 212 (2) )п - 1Ь и ив+ (7 инт = 0,где г и 1, г и - моменты окончания формирования (и - 1) -го и и-го импульса соответственно.25 В том случае, если выполняются условияТ,Т, и Т,Тт. е. если функции 11(1) и ,2(1) изменяются достаточно медленно, то про.изведение 1+гггД (1) ) 1+т 212(1) ) можно считать постоянным в интервале интегрирова зо ния от 1 пдо 1 п и его можно вынести за знакинтеграла, После решения системы уравнений (7), (8), (9,) получимТо---- 1+т 1 (1) ) . (10) 352Уравнения (7) и (10) описывают процесс смонотонным изменением частоты и амплитуды, т. е, физически получают одновременно генератор качающейся частоты с коэффициентом 40 перекрытия по частоте1 а к с т а к с 1+ 221н тн 1 - т и генератор импульсов меняющихся амплитуд45 е коэффициентом перекрытияЦинв макс 1+22221 И=(.г и на мин 1 - 2222В случае, если Т, и Т, соизмеримы, но некратны Т т. е. величины одного и того же порядка, решение системы уравнений (7), (8), (9) сильно усложняется из-за того, что для каждого последующего интервала времени (п+ - 1 п ) необходимо учитывать предысто.рию колебательного процесса, т. е. значения функций (г) и 12 в конце предыдущего интЕРВаЛа ВРЕМЕНИ (8, - п .1), т. Е. ПОДЫНтЕГ- ральное выражение в уравнении (8) принимает вид60п+41+тй ( -) ) 1+т Щ 1) )ап65 По существу, в этом случае при решении сис 439824темы уравнений (7), (8), (9) в интервале от 1=1, до 1=1необходимо находить реккуррентные псевдослучайные последовательности параметров сигналов в интервале (1; - 1; 1):т 1) те ", т), .", т11) г 2) " ) 11 ) " )Бинт, Цинт), , Цинт;, , Уинтн (11) У инв, авив ) , Цинв, , (1 ннвн) ) )1где ; = -- мгновенное значение частоты")колебательного процесса в момент 1; .Очевидно, что распределения последовательностей величин (11) зависят от вида функций ) )и ) 2 (Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.По одной из внешних команд, поступающих на входы 18 схемы 15, на входы суммирующих усилителей,И и 14 подается предварительно установленное начальное смещение +Ю от регулируемого источника )1)7. При этом в устройстве возникает устойчивый автоколебательный процесс с формированием на выходах.19 и 20 прямоугольных взаимно инвертированных импульсов и на выходе 21 - импульсов треугольной формы.При подаче дополнительной внешней команды на входы,18 схемы выбора закона распределения параметров моделируемого процесса на другие входы суммирующих усилителей И и 14 подается напряжение выбранного функционального генератора 16. При этом на выходах устройства формируются сигналы с изменением параметров по определенной функциональной зависимости (регулярный процесс), либо псевдослучайные последовательности сигналов, характер распределения которыхможно изменять, меняя функциональное управляющее напряжение путем выбора того илидругого функционального генератора 16,Подбирая определенный вид напряжений свыходов функциональных генераторов 16,можно получить необходимый закон распределения паРамЕтРов т) ) 1; ) Бинт; ) авив) ноэле10их Срвдпнх заенй То, ), Увито, Уин.,рые определяются, прежде всего, предварительно заданным смещением +У., от источника 17 регулируемого смещения,Изменяя +Ув,) Можно смещать центры15 распределений (математическое ожидание) инеобходимую сторону, оставляя неизменнымкачественный характер распределения, определяемый ф нкциями 1 ( и 2(")20 Предмет изобретения Устройство для моделирования регулярныхи псевдослучайных процессов, содержащее функциональные генераторы, регулируемый 25 источник смещения, компаратор напряжения,соединенный своим выходом через фоторезистор оптрона со входом инвертора, выход которого соединен с первым входом компаратора напряжения и через фоторезистор оптрона - З 0 со входом интегратора, соединенного своимвыходом со вторым входом компаратора напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, управляющие входы оптронов подключены через сумми рующие усилители к схеме выбора закона распределения, входы которой соединены соответственно с выходами функциональных генераторов и регулируемого источника смещения.Корректор Л. Орлова Редактор Е. Семанова Изд.1904 Тираж 624 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 1 К 35, Раушская наб., д. 4/5