Способ задания интервалов времени давыдова а. в.

1 Щ 73 436 ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 23,11.76 (21) 2422228/18(51) 4 Г 5/О соединением заявки ЛЪ Государствеииый комитет 3) Приорите и (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень ЛЪ 16 (45) Дата опубликования описания 30.04,80 3) УДК 621,317,3(71) Заявитель 4) СПОСОБ ЗАДАНИЯ ИНТЕРВАЛДАВЫДОВА А. В. РЕМ Изобретение относится к электронным времязадающим устройствам и может быть применено в автоматике и телемеханике, в системах программного упраьленця ц в цифровых следящих системах автоматцчс ского регулирования.Известны способы задания интервалов времени Ц, заключающиеся в том, что генерируют первичные временные интервалы и осуществляют их последующее суммиро вание.Типовые устройства задания интервалов времени, как правило, состоят из устройств формирования первичных временных интервалов - задающих генераторов ста бильцой частоты (первичный временной интервал - период колебаний или время релаксации) и устройств суммирования первичных временных интервалов (делителей частоты) . для формирования задан цых временных интервалов. В качестве задающих генераторов используются схемы с установленным значением связи между физическими величинами времязадающцх элементов (кварцевых резонаторов, камер тонов, линий задержки, Я - 1. - С-цепей ц т. д.) и частотой колебаний (релаксацци) электрических величин (тока, напряжения в схеме).К недостаткам известных способов и уст ройств относятся сложность формирования ультрабольшцх временных интервалов, обеспечения широкого динамического диапазона формируемых временных интервалов и обеспечения точности задания и формирования врсмецпых штервалов в широком врсмснцом диац;зоне. Указанные трудности возрастают цри расширении диапазона формируемых временных цнтервалов в область ультрабольшцх времен и приводят к тому, что прп формировании временных интервалов более 10 - 10 с с началом диапазона формирования с 1 с (динамический диапазон более 10 - 10 с) применяются в основном электромеханические устройства.Цель изобретения - расширение времецного диапазона формируемых интервалов времени в область ультрабольшцх временных интервалов, повышение точности и стабильности задания временных интервалов в широком диапазоне временных интервалов,Указанная цель достигается способом, основанным на гецераццц временных интервалов, по которому генерируют случайцыс электрические сгналы с параметрамц, статистически распределенными во времени, например сигналы случайных чисел в двоичцо 1 форме, из последовательностиЯгенерируемых случайных сигналов производят логическую выборку сигналов с заданием условия логической выборки по соотношениюР=у ггде Р - вероятность акта логической выборки случайного сигнала из числа генерируемых;1 - формируемый временной интервал;1 - частота генерации случайных сигналов;Л - коэффициент логической выборки,При этом величину коэффициента логи. ческой выборки устанавливают с учетом дисперсии величины временного интервала мехкду актами выборки и точности формирования временных интервалов, регистрируют частоту появления актов выборки и производят деление частоты появления актов выборки с коэффициентом деления, равным коэффициенту логической выборки.На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ.Устройство содержит генератор 1 случайных импульсов, генератор 2 стабильной частоты, вентиль 3, счетчик 4 импульсов, формирователь 5 импульсов, блок 6 логической выборки, формирователь 7 импульсов, счетчик 8 импульсов.Сущность способа заключается в следующем,Первой операцией способа является генерация случайных электрических сигналов с параметрами, статистически распределенными во времени. В качестве параметров, статистически распределенных во времени, могут использоваться, например, временной интервал между импульсами, амплитуда импульсов, заряд и т. д. В об. щем случае любой параметр может быть преобразован в числовую форму; для рассмотрения способа в общем виде предпо. ложим, что генерируемыми случайцымп сигналами являются сигналы случайных чисел в кодовой форме, например в виде двоичного кода.Операция генерации случайных чисел может быть осуществлеца, например, с использованием генератора шумовых импульсов с дискриминацией импульсов ца выходе генератора по уровню амплитуды, прц этом выходная последовательность импульсовв распределена по закону Пуассона,Полученная последовательность импульсов может быть преобразована в случайные электрические сигналы с заданным законом распределепия, в том числе в сигналы двоичных кодов случайных чисел с постоянной плотностью вероятности в диа- ПаЗОНС ЧИСЕЛ ОТ гИмнн ДО Игманс С ПОЛНЫМн ДнаПаЗОНОМ М= Игманс - Игмнн, С ЧаСТОТОИ генерации случайных чисел(например, при помощи двоичного счетчика импульсов и генератора тактовых импульсов остановки счета).Второй операцией способа является логическая выборка сигналов с заданием условия логической выборки по соотношенигоР= (1) 10 где Р - вероятность акта логической выборки случайного сигнала из числа генерируемых;1 - формируемый временной интервал;15 1 - частота генерации случайных чисел;К - коэффициент логической выборки.Применительно к рассматриваемому случаю генерации случайных чисел условием 20 логической выборки может быть сравнениекаждого генерируемого числа с определенцым числом игг=и, причем число и должно быть заключено в интервале междуИгмнн ц игманс25 Прц постоянной плотности вероятностираспределения случайных чисел вероягность появленця числа гг среди генерируемых равна40 прц этом средняя частота появления актов выборки у Р уи гцмннМ(4) Практическп вторая операция реализуется сравнением каждого генерируемого случайного числа с заданным по условию выборки числом и и выделением из генерируемых чисел тех чисел, которые удовлетворяют заданному условию логическойвыборки.Число и прц установлении логическойвыборки определяется по требуемой величине формируемого временного интервала с учетом выражения (1). В соответствии с выражением (4) первичный временной интервал между актами выборки равен/ (5)Из выракения (1) формируемый временной интервал 1 равенК65 г Р При задании условия логической выборки цо порогу выделения чисел и - игнн, т. е. при выделении цз числа генерируемых 35 чисел, по своей величине, меньших и, нобольших тмнн, вероятность совершения акта выборки равна(8)Третьей операцией способа является регистрация частоты появления актов выборки Р, которая производится путем формирования временных отметок появления актов выборки, т. е. формированием импульсов напряжения ца каждый свершившийся акт выборки и соответственно временных интервалов между двумя последовательными актами выборки.Практическая реализация третьей операции может заключаться, например, в пропускании импульса тактового генератора, задающего частоту генерации случайных чисел, на вход блока логической выборки при каждом акте сравнения, при котором выполняются условия логической выборки.Четвертой операцией способа является деление зарегистрированной частоты следования импульсов Р, соответствующих актам выборки, с коэффициентом делецця, равным коэффициенту К логической выборки (т. е. по существу суммирование временных интервалов Р), до получения формируемого интервала времениКак известно, при произвольной выборке числа из конечного диапазона случайных чисел с периодическим повторением испытаний на выборку действует бшгоминальный закон распределения актов выборки, причем при регистрации количества актов выборки за время 1 относительная среднеквадратичная погрешность числа актов выборки равна 1УГПодставляя вместо величины 1 ее значения из выражений (7) и (5), получаем Выражение (10) характеризует статистическую погрешность формирования выходных временных интервалов и, как видно из выражения, ие зависит от температурных и временных дестабилизирующих факторов и определяется только коэффициентом деления частоты актов выборки.Сформированный временной интервал после окончания четвертой операции равен(11)У и - ггиии Из выражения (11) можно вывести следующее.Граница диапазона способа по ультра- бОльшим временным интервалам це имеет принципиальных ограничений, при 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 ц - эггги,и, 1 - эоо, При постоянных величинах К иточность установки временного интервала зависит от величины М и также це имеет принципиальных ограничений,При практическои реализации требуемые величины данных характеристик устанавливаются соответствующей емкостью регистров сравнения чисел.Температурная п временная стабильность интервалов времени определяются стабильностью частоты 1, а следовательно, может быть равна стабильности кварцевых генераторов при их применении в качестве генераторов тактовых импульсов. Частота генерации 1 не требует перестройки, поэтому отпадает необходимость в широкодиапазонных перестраиваемых по частоте генераторах и соответственно необходимость обеспечения их линейности в широком динамическом диапазоне,Характеристика устройства как функция вида 1=1 р(п) однозначна во всем диапазо е формируемых временных интервалов, каким бы большим оц ни был.При изменении величиныв широком временном интервале ие требуется системы изменения коэффициентов пересчета или дсшифраторов, так как измерение величины 1 производится изменением условий лог 1 ческой выборки, т. е. непосредственным вводом числа порога логической выборки в блок сравнения кодов, прп этом во всем динамическом диапазоне, сколь бы большим он ци был, сохраняется постоянной величина статистической погрешности.Динамический диапазон формируемых временных интервалов определяется величицой М и тоже ие имеет принципиальных ограничений. При практической реализации величина Лг устанавливается исходя из требуемого динамического диапазона временных интервалов.Динамический диапазон и закон его изменения может изменяться изменением условий логической выборки. Так, например, логика сравнения чисел ц выборки может быть построена на двойном последовательном логическом пороге, т. е. фиксирование только таких актов выборки, когда условшо выборки удовлетворяют два последовательных случаицых числа, при этом вероятность выборки равна Соответственно при тройной последовательной выборке вероятность выборки равна Рз и т. д. Способ п устройство могут найти также применение в автоматических комплексах. работающих в автономном режиме с дли тельным циклом, например, в автоматических метеорологических станциях,20 вы 1. Способ задания интервалов времени, основанный на генерации временных интервалов, отличающийся тем, что, с 5 целью расширения временного диапазона формируемых интервалов времени в область ультрабольших временных интервалов, повышения точности и стабильности задания интервалов времени, генерируют 10 случайные электрические сигналы с параметрами, статистически распределенными во времени, например сигналы случайных чисел в двоичной форме, из последователь. ности генерируемых случайных сигналов 15 производят логическую выборку сигналов с заданием условия логической выборки по соотношению борки случайного сигнала из числа генерируемых;/ - частота генерации случайных сигналов;А - коэффициент логической выборки, причем величину коэффициента логической выборки устанавливают с учетом дисперсии величины временного интервала мекду актами выборки и точности формирования временных интервалов, регистрируют частоту появления актов выборки и производят деление частоты появления актов выборки с коэффициентом деления, равным коэффициенту логической выборки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гольданский В. И, и др, Статистикаотсчетов при регистрации ядерных частиц,Щ. ГИФМИ, 1959, с. 57 - 59.Составитель М. НазаровРедактор И. Грузова Техред В, Серякова Корректор А. ГалаховаЗаказ 765/13 Изд.293 Тираж 497 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5графия, пр. Сапунова, 2