Генератор случайного процесса

О П И С А Н И Е и 60522 бИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(43) Опубликовано 30.04,78. Бюллетень Мо Государственныи комитет Совета Министров СССР во делам изобретенийн открытий УДК 681.325(088,8) исання 21.04.7 5) Дата опубликовани 2) Авторы изобретен А. Е. Леусенко и В. Н. Ярмолик Минский радиотехнический институт(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА о технической сущности к ор случайного процесса,сдвига, вход которого ератора, сумматор, выход гходом генератора, а входами блока умножителей ного генератора заключаров на неосновных часто- точность. Наиболее б изобретению содержащий служит входо которого явля ды соединены соответственн Недостаток ется в наличи тах, что снпжлизок п генерат регистр м ген ется вь с выхо о 21 указан г повт аст его Изобретение относится к вычислительнои технике и может быть использовано для получения полосового случайного процесса при моделировании случайных полосовых вибраций на ЭВМ, а также в качестве задающей аппаратуры для воспроизведения случайных вибраций при исследовании надежности с помощью вибростендов.Известен генератор случайного процесса, содержащий источник шума, усилитель, колебагсльный контур, формирователь.Недостаток такого генератора состоит в невозможности гибкой перестройки полосы случайного процесса по частотному диапазону в силу реализации данного генератора на аналоговых элементах. Особенно трудно получать полосовой случайный процесс в инфранизкочастотной области и добиться высокой стабильности характеристик подобного генератора 2Цель изобретения - повышение точности генератора путем уменьшения амплитуды повторов на неосновных частотах амплитудно- частотной характеристики генератора.Для этого в генератор введены преобразователь частоты, счетчик, дешифратор, преобразователь код - напряжение и блок ключей, выходы которых подключены к входам блока умножителей, первые входы - к выходам регистра сдвига соответственно, а вторые входы - к выходу преобразователя код - напряжение, входами связанного с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходом счетчика, а вход счетчика через преобразователь частоты подсоединен к входу Сдвиг регистра сдвига.На фиг. 1 представлена структурная схема генератора; на фиг. 2, а - в приведсна временная диаграмма работы; на фпг. 3 - его амплит дно-частотная характеристика.Генератор содержит регистр 1 сдвига, блок умножителей 2, выходы которого соединсны с входами сумматора 3, преобразователь 4 частоты, вход которого соединен с входом Сдвиг регистра 1, а выход через счстчик 5, дешифратор 6 п преобразователь 7 код - наггряжение подключен к входам блока ключей 8, другие входы которого соединены с выходамн регистра 1 сдвига, а выходы - с входамн блока уи ожнтслей 2, 605226Блок клочеи 8 коммутируют на входы умножителей 2:пгпзл с выхода преобразователя 7 толко ТОГда, когда на вторых входах блка клочей имеются значения двоичных случайных символов, равные 1. В этом случае ступенчатая функция (фиг. 2,в) умнокается па соответствующий коэффициент цифрового не- рекурсивного фильтра, в противном случае, т. е. если па вторых входах ключей 8 оказываются значения О, коэффициенты умножаются на О. Произведения весовых коэффициентов цифрового фильтра на ступенчатую функцию пли О суммируются на сумматоре 3. При поступлении очеред Ого импульса синхронизации перечисленная последовательность операций повторяется.Опсраппимножсния и суммирования выражают операппю свертки случайного процесса Х, умноженного на ступенчатую функцию с передаточной характеристикой цифрового фильтра. Вид спектра выходного процесса 5 (Г) определяется видом 5 (а)спектра входного сигнала и 5.со - амплитудно-частотной характеристики (спектра) цифрового полосового фильтра. 5(Г) остается без изменения, а 5 (Г) имеет впд (фиг. 3): 1 о я 1 и --5, (о): А 2 2) 2 2 у11 цСОЯ -- СОЯ -- . 3 2 Г 6 2 Г Функционирование генератора происходит следующим образом.Па первый разряд регистра 1 сдвига подаются двоичпыс случайпыс символы О или 1, так называемый бинарный белый шум, В каждый такт поступает новос значение двоичной случайной цифры, причем предыдущие значния сдвигаются последовательно в регистре 1, Сдвиг информаци осуществляется по приходу импульса синхронизации. Преобразователь 4 частоты преобразует последовательность импульсов синхронизации в последовательность импульсов (см. фиг, 2, б), которые проходят на двухразрядпый двоичный счетчик 5.Выходы двоичного счетчика подключены к входу дешифратора 6. Дешифратор имеет два входа и три выхода. 1-1 а первом выходе появляется сигнал, когда в счетчике находится комоинация 00, на втором - если в счетчике комбинация 10 илп 11, а на третьем -- в случае комбинации 01, При подаче сигнала с первого выхода деплифратора 6 на преобр;зователь 7 па его выходе появляется уровень, равный Уо. Когда поступает сигнал с второго выхода дешифратора, на выходе преобразователя 7 образуется напряжение 2 УО, а если сигнал подается с третьего выхода дешифратора, на выходе преобразователя 7 оказывается уровень напряжения 3 с)о. Вид функциональной зависимости, воспроизводимой прсОбр зоватслсм 7, изображен на временной диаграмме фиг, 2, в.Как видно из фиг. 3, первый повтор на и;1- с Готе (02 1101 т полнстью пОдавлсн. В с)1 час, когда ширина полосы пропусканпя равняется1(обы о хсн 1,нс) - ,гс ,;максимал пая амп)литуда первого повтора па час 1 отс в 2 равна115 А ., Соз - . сов16 11 1124 .816 10-Л 0,08; / на частоте 11 яив5(о) =А5(а) =А д дсоз -- . Соз - 6 12 30 Как видно из приведенных расчетов, ослабление повторов на и, и и, больше, чем в 10 раз.При построении генератора случайного процесса на базе нерекурсивного цифрового филь тра все блоки этого гснсратора легко реализуются на элементах вычислительной техники.Генератор случайного процесса па базе нерекурсивного цифрового фильтра отличается простотой технической рсасизации. Построе ние подобного генератора позволяет получитьвысокий экономический эффект по сравнению с известными аналогами. Формула изобретения Генератор случайного процесса, содержащий регистр сдвига, вход которого является 50 входом генератора, сумматор, выход которогоявляется выходом генератора, а входы соединены с выходами блока умножителей соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения точности генератора, Оп содержит 55 преобразователь частоты, счетчик, дешифратор, преобразователь код - напряжение и блок ключей, выходы которых подключены к входам блока умножителей, первые входы - к выходам регистра сдвига соответственно, а 60 вторые входы - к выходу преобразователякод - напряжение, входы которого подключены к выходам дешифратора, входы которого соединены с выходом счетчика, вход которого через преобразователь частоты подклочсп к 65 входу Сдвиг регистра сдвига,605226 Источники информации,принятые во внимание прц экспертизе60 а 226 й йй. ОЯ Л взо о о Гоа К торин Л. Бр и А. Ст слактор И. Грузова хннн анои Подиисиос 11 зд. М 376осударствспиогопо делам нз13035, Москва,Гнраэсоиитста Совета М обретений и открыт /К, Ра ушс к а яа акаа 503/311 ПО шографил, пр. Сапунова, 2