Генератор случайных сигналов

О П И С А Н И Е (и) 643931ИЗОБРЕТЕНИЯК А 8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалмстнцвских Рвспублнк(22) Заявлено 10.12.76 121) 2428239/18 Кл 07 С 15/00Об 6 7/52 с присоединен (23) Приоритет заявкиратевеей заметет СССР делам изебретеикй а аткрмткй , Опубликовано 25,01,79 3) удк681,325 (088.8) ллетень опуб ковання описания 25,01.79,) Авторы кзобрет тлзщй ц 1 )т 19:т ф"с"(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛ Изобретение тельной техники модели ровзния Известен ген держащий послед шума формир блок дифферен Недостатком лый частотный 11;относится к области вычисли.и может быть использована для случайных процессов,ератор случзйных сигналов, соовательно соединенные источник ующий фильтр, триггер Шмитта, цировзния и блокинг.генератор.этого генератора является мадиапаэон формируемого сигнала Наиболее близким техническим решением" к датному изобретению является генератор случай. ных сигналов, содержаций первый элемент эа. держки, выход которого является первым выхо- дом генератора, а первый вход соединен с выхо. дом первого элемента "запрет", первый вход которого соединен с выходом первого функционального преобразователя, первый вход которого соединен с выходом первого генератора линейно. го напряжения, первый вход которого соединен с выходом генератора тзктовых импульсов и со входом "установка" счетчика, а второй вход - со вторым входом первого функционального преоб. раэователя и с выходом второго элемента "зап 2рет", первый вход которого соединен с выходом .источника пуассоновского потока импульсов н со счетным входом счетчика, выход которого под.ключен ко вторым входам первого элемента "запрет" и первого элемента задержки 21.з Однако этот генератор не позволяет получатьсистему случайных зависимых сигнзлов.Целью изобретения является расширениефункцнональнътх воэможностей генератора за счет формирования системы случайных зависи. то мых сигналов с двумерным распределением.Для достижения поставленной цели генераторсодержит триггер, третий, четвертый и пятый элемвйты "запрет", второй генератор линейного напряжения, второй функциональный преобразо. т 5 ватель и второй элемент задержки, выход которого является вторвтм выходом генератора, а первый вход соединен с выходом счетчика и с первым входом третьего элемента "запрет", вы.ход которого подключен ко второму входу вто.рого элемента задержки, а второй вход - к выходу второго функционзльного преобраэова геля, первый вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, второй вход - к643931 451 О152 о тора 4 поступает на вход преобразователя 6 и 35 40 45 50 выходу четвертого элемента "запрет" и к перво.му. входу второго генератора линейного напряже.ния, выход которого соединен с третьим входом второго функционального преобразователя, а второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов и с первым входом пятого элемента "запрет", второй вход которого соединен с выхо.дом счетчика, а выход - со счетным входом триггера, единичный выход которого подключен ко второму входу второго элемента "запрет", а нулевой выход - к первому входу четвертого элемента "запрет", второй вход которого соеди.нен со вторым входом второго элемента "запрет"Блок. схема генератора приведена на фиг. 1, На фиг. 2 и 3 приведены схемы функциональных преобразователей,Генератор содержит источник 1 пуассонов- ского потока импульсов, генератор 2 тактовых импульсов, выход которого соединен со входом "установка" счетчика 3, счетный вход которого соединен с источником 1 пуассоновского потока импульсов, генераторы 4 и 5 линеййого напряже.ния, первые входы которых соединены с выхо. дом генератора 2 тактовых импульсов, а выходы - с первыми входамн- функциональных преобразователей 6 и 7 соответственно, выходы которых соединены с первыми входами элементов "запрет" 8 и 9 соответственно. Выход источника 1 пуассоновского потока импульсов соединен с первыми входами элементов "запрет" 10 и 11. Выход последнего соединен со вторыми входами генератора линейных напряжений 4 и функцио. нального преобразователя 6. Выход счетчика 3 соединен с первым входом элемента "запрет" 12 и со вторыми входами элементов "запрет" 8 и 9 и элементов задержки 13 и 14, выходы которых . являются соответственно первым и вторым выхо. дами генератора, а первые входы соединены с выходами элементов "запрет" 8 и 9 соответственно, Выход генератора 2 тактовых импульсов соединен со вторым входом элемента "запрет" 12, выход которого соединен со счетным входом триггера 15, единичный выход которого соединен со вторым входом элемента "запрет" 11, а нулевой выход - со вторйм входом элемента "зап. рет" 10, выход которого подключен ко вторым входам генератора 5 линейного напряжения и функционального преобразователя 7, третий вход которого соединен с выходом элемента задержки 13.Функциональный преобразователь 6 (фиг, 2) содержит входной блок 16, выход которого соединен с первым входом умножителя 17, выход которого соединен с первым входом сумматора 18, а второй вход - с выходом блока задания начальных условий 19, другой выход которого соединен со вторым входом сумматора 18, выход которого является выходом функционального преобразователя,Функциональный преобразователь 7 (фиг, 3) содержит входной преобразователь 20, выход которого соединен с первым входом умножителя 21, второй вход которого соединен с первым выходом блока Йдания начальных условий 22, а выход - с первым входом сумматора 23, выход которого является выходом функционального преобразователя, второй вход непосредственно, а третий вход через умножитель 24 соединены соот. ветственно со вторым и третьим выходами блока 22.Генератор работает следующим образом.Каждый тактовый импульс генератора 2 уста. навливает счетчик 3 в исходное состояние, запускает генераторы линейных напряжений 4 и 5 и подается одновременно на вход элемента 12. В исходном состоянии элементы 8, 9, 11 и 12 - открыты, элемент 10 - закрыт.Линейно меняющийся сигнал с выхода генерапреобразуется в сигнал, меняющийся в зависимости от текущего времени по закону Г (-),г где О, -первая независимая составляющая форруемото двумерного случайного сигнала 4,2 =(О бэ), Т - период генератора 2, При поступлении в некоторый моментФ на выходы блоков 4 и 6 первого импульса с выхода источника 1 развертка прекращается и сигнал О, = Р) (-) с выхода преобразователя 6 черезН фРэлемент 8 поступает на элемент 13,Если укаэанный импульс с выхода источника 1 в течение периода развертки Т окажется един. ственным, то есть последующих импульсов не поступит (такой период назовем "рабочим" ), то сигнал с выхода счетчика 3 на вход элемента 8 и вход гашения элемента 13 не поступит и пр окончании времени задержки, равного периоду развертки, сигнал О, будет подан на первый выход устройства и одновременно на управляющий вход преобразователя 7 канала формированиязависимого случайного сигнала.Если источник 1 выработает в течение периодаразвертки Т второй импульс ("холостой" период), то сигналом с выхода счетчика 3 элемент 8 запирается, выходное напряжение элемента 13 гасится и сигнал О, на первый выход устройства не поступает.Тактовые импульсы от генератора 2 поступа. ют также на вход элемента 12, В исходном положении триггер 15 подает сигнал на вход запрета только элемента 10, а элемент 11 открыт и пропускает импульсы с выхода источника 1 в канал формирования реализаций сигнала Ото есть на входы блоков 4 и 6. Если за период развертки на вход запрета элемента 12 поступит сигнал от счетчика 3 (" холостой" период), то элемент 12 закроется, очередной тактовый им. пульс не пройдет на вход триггера 15, переклю. чения входов не произойдет и в следун 1 щемпериоде, по-прежнему, будет формироваться ре. апиэация независимого случайного сигнала О,.Если же эа время периода развертки сигнал от счетрока 3 не поступит (" рабочий" период), то следующий тактовый импульс пройдет через эле. мент 12 на вход триггера 15 и опрокинет его, вследствие чего элемент 10 откроется, а элемент 11 - закроется. В результате этого в следующем периоде развертки к выходу источника 1 будут подключены входы блоков 5 и 7, то есть произой дет, переключение каналов.Линейно меняющийся сигнал с выхода генератора 5 поступает на первый вход преобразователя 7. Так как иа второй управляющий вход преобра. зователя 7 в предыдущем "рабочем" периоде был 15 подан сигнал О то с его выхода будет снят сигнал, меняющийся в зависимости от текущегофвремени т по закону 1:, л - Д 1Р 1где 02 - вторая (зависимая) составляющая форми.голруемого двумерного случайного сигнала О = =(От, О При поступлении в некоторый момент т йа входы блоков 5 и 7 первого в данном периоде импульса развертка прекращается и сигнал01 Рд, - ,ЫДа вихопа праобравова.2 автеля 7 через элемент 9 поступ ет на элемент 14.Если указанный импульс с выхода источника 1 в течение периода развертки Т окажется единственным и сит О нал свыхода счетчика 3 на вход запрета элемента 9 и вход гашения элемента 14 не поступит (арабочий" период), то по окончании времени задержки Т сиг. нал 0 будет подан на второй выход устройства. В дальнейшем работа устройства протекаетаналогичным образом: в нечетных "рабочих" пе.риодах на первом выходе будут формироватьсяреализации независимого случайного сигнала 04а в четных "рабочих" периодах на втором выходеустройства будут формироваться реализации эа.лвисимого случайного напряжения О,. На практике получаемый случайныйсигнал 45 чаще всего подчиняется нормальному закону распределения, В этом наиболее распространенном случае на выходе первого канала следует формировать сигнал О распределенный по нор. мальному закону с числовыми характеристиками 50аМф вбС этой целью преобразователь 6 должен осуществлять нелинейное преобразование по за.,Формула изобретения,Генератор случайных сигналов, содержащийпервый элемент задержки, выход которого яв.ляется первым выходом генератора, а первыйвход соединен с выходом первого элемента "эап.рет", первый вход которого соединен с выходомпервого функционального преобразователя, пер.вый вход которого соединен с выходом первогогенератора линейного напряжения, первый входкоторого соединен с выходом генератора такто.вых импульсов и со входом "установка" счетчика, а второй вход - со вторым входом первогофункционального преобразователя и с выходомвторого элемента "запрет", первый вход которо.го соединен с выходом источника пуассоновскогопотока импульсов и со счетным входом счетчика,выход которого подключен ко вторым входампервого элемента "запрет" и первого элементазадержки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей генератора за счет формирования системы случайныхзависимых сигналов с двумерным распределением, генератор содержит триггер, третий, чет.вертый и пятый элементы запрет", второй генератор линейного напряжения, второй функциональный преобразователь и второй элемент задержки, выход которого является вторымвыходом генератора, а первый вход соединен свыходом счетчика и с первым входом третьегоэлемента "запрет", выход которого подключен коввторому входу второго элемента задержки, авторой вход - к выходу второго функционального преобразователя, первый вход которогоподключен к выходу первого элемента задержки,Зэ второй вход - к выходу четвертого элемента"запрет" и к первому входу второго генераторалинейного напряжения, выход которого соединенс третьим входом второго функционального преобразователя, а второй вход - с выходом генера.тора тактовых импульсов и с первым входомпятого элемента "запрет", второй вход которогосоединен с выходом счетчика, а выход - сосчетным входом триггера, единичный выход которого подключен ко второму входу второгоэлемента "запрет", анулевой выход - к первомувходу четвертого элемента "запрет", второй входкоторого соединен со вторым входом второгоэлемента "запрет",Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Бобнев М.П. Генерирование случайныхсигналов - "Энергия", М., 1971, с, 189.2. Авторское свидетельство СССР М 260285,кл. 6 06 6 7/52, 1969.643931 ставитель А, Карахред С. Мигай Зака: 8028/47 г. ужгород, ул, Проектная лиап ППП "Па Редактор Д. Мепуришвнл- " Тираж 669 ЦНИИПИ Государсвенного комитет по делам иэобретеннй и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб