Генератор псевдослучайных нестационарных импульсов

(5 )М. Кл. Н 03 К 3/84 Экударствекый квинтет СССР ав делан взебретенкЯ и вткрытвЯ(.72) Авторы изобретения О, П. Бухало и Р, Ф. Федорнв Физико-механический институт АН Украинской 1:Р(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ НЕСТАЦ 1 ОНАРНЫХ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к измерительнойи импульсной технике и может быть использовано для калибровки скважинной гаммаспектрометрической аппаратуры, работающейс импульсными генераторами нейтронов илигамма-квантов, а также для калибровки фо 5тометрической аппаратуры, работающей с импульсными источниками лазерного излучения,Известен генератор. случаиных импульсов,содержащий источник шумового напряжения,1 вподключенный к первому и второму спуско.вым устройствам, выход последнего подключен к. триггеру, соединенному выходом с одним из входов схемы совпадений, второйвход которой соединен с выходом первого15спускового устройства, порог срабатывания которого ниже порога срабатывания второгоспускового устройства 11,Недостатками этого устройства являются как нестабильность характеристик выходного сигнала, так и невозможность управления амплитудами импульсов в пачке и характером спада интенсивности импульсов в пачке. Наиболее близким по технической сущное.ти к изобретению является устройство, содержащее генератор случайных чисел, соединенный с цифро-аналоговым преобразователеми через элемент ИЛИ с элементом "Запрет",который соединен с выходом тактового генератора и входом генератора случайных чисел (21Однако в данном устройстве невозможногенерирование пачек импульсов с заданнымспадом интенсивности и независимо регулиру.руемыми несколькими значениями амплитуди импульсов в пачке,Цель изобретения - расширение функцио.нальных возможностей путем генерированияпачки импульсов, являющихся композициейнескольких квазипуассоновских нестационарных потоков с регулируемыми начальнымиинтенсивностями, временами спада интенсивностей с амплитудами импульсов,Поставленная цель достигается тем, чтов генератор псевдослучайных нестационарныхимпульсов, содержащий генератор псевдослу.чайных двоичных чисел, младшие разряды, то вероятность,бР (и, соответственно, интенсивность импуль. 3 900419которого соединены со входами цнфро анало.гового преобразователя, а старшие разрядычерез элемент ИЛИ подключены к первомувходу элемента "Запрет", второй вход кото.рого подключен к запускающему входу гене.ратора псевдослучайных двоичных чисел и квыходу генератора тактовых импУльсов, дополнительно введены таймер, коммутатор, управляемые компараторы и последовательно соединенные элемент ИЛИ, элемечт Запрет и 1 руправляемый формирователь импульсов, вхо.ды управления которого подключены к выхо.дам коммутатора н к стробирующнм входамуправляемых компараторов, установочные вхо.ды которых соединены с выходом таймера и 1 асо вторым входом дополнительного элемента"Запрет", при этом входы управляемых ком.параторов подключены к выходу цифро.аналогового преобразователя, а вход коммутаторасоединен с выходом элемента "Запрет",3 ФПри этом управляемый компаратор содержит операционный усилитель, первый вход ко.торого соединен с разрядным ВС-контуром ичерез нормально разомкнутый ключ с шинойпостоянного напряжения, вход управления нормально разомкнутого ключа является установочным входом управляемого компаратора,другой вход операционного усилителя являетсястробируюшнм входом, третий вход является, входом управляемого комларатора.На фнг, 1 представлена функциональная схема генератора; на фиг, 2 - функциональнаясхема управляемого кокпаратора.Генератор псевдослучайных нестационарныхимпульссв содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 псевдослучайных двоичных33чисел, элемент ИЛИ 3, цнфро.аналоговый преобразователь 4, элементы 5 и 6 "Запрет", ком.мутатор 7, который выполнен 11-разряднымкольцевым, таймер 8, элемент ИЛИ 9, управляемый формирователь 10 импульсов, управ 40ляемые компараторы 11, каждый из которыхсодержит операционный усилитель 12, нормально разомкнутый ключ 13, ВС-разрядный контур 14, шину 15 постоянного напряжения.Устройство работает следующим образом,При появлении очередного импульса генера.тора 1 генератор 2 псевдослучайных двоичных,чисел вырабатывает очередное г;разрядное число, 8.старших разрядов которого через элементИЛИ 3 дают запрет на прохождение импульса ЗРгенератора 1 через элемент 5, Таким образом,вероятность р появления импульса на выходеЕ-Ьэлемента 5 определяется как - -- сСоответствующим выбором значения 8 уста. ззнавливается значение р 1. При этом бернуллневская последовательность импульсов на выходе элемента 5 по своим свойствам прибли 4 жается к пуассоновской. Импульсная последовательность с выхода элемента 5 поступает на вход коммутатора 7, где она разделяется на й несовпадаюших по моментам появления им. пульсов квазипуассоновскнх потоков, каждый из которых осуществляет стробирование соот. ветствующего управляемого компаратора 11 и одновременно поступает на соответствующийвход управления формирователя 10 импульсов. Если в момент стробирования К-того управ ляемого компаратора 1 на его выходе появ. ляется импульс, при открытом элементе 6 он поступает на вход запуска управляемого фор. мирователя 10 импульсов, на К.том входе уп. равления которого присутствует управляющий импульс, При этом на выходе управляемого формирователя 10 возникает импульс с ампли. тудой АХ . Таким образом, при срабатывании каждого нэ компараторов 11 на выходе уст. ройства появляется импульс соответствующий амплитуды при открытом элементе 6,Младшие г - 8 разрядов псевдослучайного двоичного числа, образуемого в генераторе 2 прн помощи цифроаналогового преобразователя 4, преобразуются в равномерно распреде. ленное случайное напряжение 0, поступающее на входы управляемых компараторов 11. Требуемая величина квантования задается со. ответствующим выбором величины в. На шины 15 управляемых компараторов 11 подаются заранее выбранные уровни постоянного напря.жения О,О, до значений которых заря.жаются конденсаторы ВС.контура 14 при за.мыкании ключа 13, После раэмьпсания ключа13 напряжение на разрядном ВС.контуре 14спадает по экспоненте (и соответственно навторых входах операционного усилителя 12)и описывается зависимостью 0 ь +где О - напряжение на шине 15;,т - постоянная времени разрядногоВС.контура 14 компаратора 11,Поскольку вероятность Р появления им.пульса на выходе операционного усилителя 12 после размыкания ключа 3 определяется сного потока на выходе управляемого компа.ратора 11) спадает на экспоненте, Изменяявеличину напряжения О, можно регулировать начальную интенсивность выходного импульсного потока компаратора 11, а изменяя постоянную времени г, можно регулироватьскорость спада интенсивности потока импуль.сов на его выходе. Восстановление начального уровня напря. жения на конденсаторах НС-контура 14 осуществляется подачей импульса таймера 8 на9(К 419 5установочные входы управляемого компзрзтора 11, Этот импульс подается г 1 вход за.прета элемента 6. Этим достигается запретпоявления импульсов нз выходе генераторав течение времени восстановления начального Юсостояния управляемого компаратора1, Длн.тельность импульса таймера 8 выбирается нэусловия, чтобы переходные процессы зарядаконденсаторов ЙС.контура 14 успели окончиться а эа интервал времени между импульсами 1 фтаймера 8 напряжения на разрядном ВС-кон.туре 14 должны уменьшиться до нуля,Импульсные потоки с выходз управляемыхкомпараторов 11 суммируются элементомИЛИ 9 и снабжаются амплитудным призна зком в формирователе 10.Таким образом, предлагаемый генераторпозволяет генерировать пачки импульсов, являющиеся суперпозицией нескольких кваэипуассоновскнх нестацнонарных импульсных 20потоков, в каждом иэ которых могут независимо регулироваться начзльная интенсивность,постоянная времени спада и амплитуда импульсов. Это позволяет имитировать сигнал радио.активного дзтчнка при работе с импульсным Игенератором нейтронов, где возникает смесьгамма-излучений различных ядер среды с различными энерпщми, начзльными интенсивностями и постоянными спада.Высокая точность установки регулируемых Мпараметров предлагаемого генератора позволяетпроизводить калибровку измерительных характеристик регистрирующей части аппаратуры,работающей с импульсными генераторами возбуждающих излучений.и повысить,тем самымточность и эффективность измерений парамет-ров сред, объектов и материалов ядернымиметодами,Формула изобретения, Генератор псевдослучайных нестзционарныхимпульсов, содержащий генератор псевдослучайных двоичных чисел, млаацне рзэрялы ко.торого соединены э вхолзмн пнфро.аналого.вого преобразователя, з старшие разряды че.рез элемент ИЛИ подключены к первому входу элемента "Запрет, второй вход которогоподключен к запускающему входу генераторапсевдослучайных двоичных чисел и к выходугенератора тактовых импульсов, о т л н ч а.ю и и й с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей, в него дополнительно введены таймер, коммутатор, управляемые компараторы н последовательно соедипенные элемент ИЛИ, элемент "Запрет" иуправляемым формирователь импульсов, входы управления которого подключены к выходам коммутатора и к стробирувяпим входамуправляемых компараторов, установочные вхо.ды которых соединены с выходом таймераи со вторым входом дополнительного элемен.тз "Запрет", прн этом входы управляемыхкомпараторов подключены к выходу цифроаналогового преобразователя, а вход коммута.тора соединен с выходом элемента "Запрет".2. Генератор по и, 1, о т л и ч а ю.щ и н с я тем, что управляемый компаратор содержит операционный усилитель, первыйвход которого соединен с рззряднйм ВС-контуром и через нормально разомкнутый ключ -с шиной постоянного напряжения, вход управ.пения нормально разомкнутого ключа являет.ся установочным входом упрзвляемого компаратора, второй вод операционного усилителяявляется стробирующим входом управляемогокомпаратора, а третий вход операционногоусилителя является входом управляемого компара тора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Иф 207976,кл. Н 03 К 384, 1966,2. Федоров Р. Ф. н др, Стохзстические преобразователи информации. Л., "Машиностроение", 1978, с. 100.900419 аров Пушненко едак каэ 12203/73 Т ВНИИПИ Госудврс по дедам изоб 113035; Москва, ПЬдпнсноеССР 9 енного комите тенин и откр35, Раушская бд. 4/