Устройство для моделирования регулярных и псевдослучайных процессов

Устройство для моделирования регулярных и псевдослучайных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е» 439824

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскин

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Зависимое от авт. свпдетельства— (22) Заявлено 02.01.73 (21) 1870230/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.08.74. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 06.03.75 (51) Ч. К;. б 06g 7/52

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытии (53) УДК 681.333 (088.8) (72) Автор изобретения

В. M. Киселев (i 1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕГУЛЯРНЫХ

И ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для моделирования регулярных и псевдослучайных процессов.

Известно устройство для моделирования псевдослучайных процессов, содер>кащее интегратор, компаратор напряжения и ннвертор.

Однако известное устройство применимо для узкого класса специализированных задач.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач.

Поставленная цель достигается тем, что управляющие входы оптронов подключены через суммирующие усилители к схеме выбора закона распределения, связанной с выходами функциональных генераторов и регулируемого источника смещения.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит интегратор 1 на операционном усилителе 2 с конденсатором 3, инвертор 4 на операционном усилителе 5 с резистором 6 обратной отрицательной связи, компаратор 7 напряжений, цепь положительной обратной связи 8, оптроны 9 и 10, установленные на входах интегратора 1 и инвертора 4 сооlвстственно и состоящие из фоторезисторов

11 и светодиодов 12. Светодиоды подключены к суммирующим усилителям 18 и 14, входы которых подсоединены через схему 15 выбора закона распределения к функциональным генераторам 16 и регулируемому источнику 17 смещения.

Схема выбора 15 закона распределения параметров моделируемого процесса представляет собой коммутационную схему, которая позволяет подключать ко входам суммирующих усилителей 18 н 14 выходы функциональных генераторов 15 пли источник.1>7 регулируемого смещения в различных комбинациях по внешним командам выбора режима работы устройства, поступающим на входы 18.

В стационарном режиме работы устройства по одной из внешних команд, поступающих на входы 18 схемы 15, на первые входы суммиру15 ющих усилителей И и 14 подается только напряжение начального смещения +Гс. 0 от источника 17, и через светодиоды 12 оптронов

9 и 10 проходит постоянный ток смещения, благодаря которому обеспечивается опреде20 ;ienncc начальное значение сопротивлений фоторезнсторов 11: R, „n R,,„.

В этом случае в замкнутом колебательном контуре, состоящем нз интегратора 1, компаратора напряжений 7, инвертора 4, фоторези25 сторов 11 и цепи положительной обратной связи 8, возникают устойчивые колебания, частота которых определяется значениями

R, R> С, В;, и,:..„.

30 где С вЂ” значение емкости конденса" îðà 3, 439824

R. — величина сопротивления резистора б, <..1к. . — 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:

U . — (— 1) U.-., (1), 1 <11, где n= 1, 2, 3, .... — порядковый номер очередного импульса.

На выходе 21 интегратора 1 формируется напряжение треугольной формы:

1 Т,. 4

Uariт= —, <. инп<.1<= (— 1)!

R

Roc U«ocra T<, R,!„. R,!„° С 2 где То — период колебаний в стационарном режиме работы.

Значение периода T. находится из уравнения:

UH--+! .1 "=О, (3) что соответствует моменту срабатывания ком паратора 7.

Решая систему уравнений (1), (2), (3), после преобразований получаем:

Т. =2К», С. (4)

В режиме моделирования регулярных и псевдослучайных процессов по одной из внешних команд, поступающих на входы 18 схемы 16, на вторые входы усилителей,18 и 14 подаются напряжения U! —— A !f1 (t) и

U2 — — А2/2 (/), являющиеся периодическими функциями времени с амплитудами А! и А2 и периодами повторения Т! и Т2 соответственно, в результате действия которых происходит изменение значений R», и R»,, по следующим функциональным зависимостям: (t) =R» +Кт-с.К... А, j,(t) =

=R», (1+m!), (t)) (5)

R <<<, (1) =Яфп +КУс Конт А, (2(1) =

=R» (1+т212 (t) ), (6) где К. — коэффициент передачи суммирующих усилителей .18 и 14, К . — коэффициент передачи оптронной пары «светодиод-фотосопротивление».

Для упрощения вычислений предлагается характеристика передачи оптронной пары линейной и К»с(1, Конт(1, A1

В этом случае:

I(yc Конт т,=, (l, Я», Кус ° Конт т2 (1.

R»., Чтобы найти аналитическое выражение для параметров сигналов (амплитуды, длитель4 ности и частоты) в таком режиме работы, необходимо решить следующую систему уравнений:

Roс

5 R»,r (1+--т2 2(/) )

< < пнв (11+ m2f2 (t) )

U (1) -1. Roc Ur R»,, R»,, С

/п

dt (1+т1f! (t) ) (1+т24(г) )

tn — 1

/и

2U ° (dt, (8)

Т. „л (1+m1f!(t)) (1+m@2(t))

<п — 1

Цпнв+ Цпнт = О, 10

20 (9) и генератор импульсов меняющихся амплитуд

45 е коэффициентом перекрытия (lинв макс 1+т2 И=

< инв мнн 1 т2

В случае, если Т, и Т2 соизмеримы, но не кратны То, 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+! — tn ) необходимо учитывать предысторию колебательного процесса, т. е. значения функций /1(г) и /2(/) в конце предыдущего интЕРВаЛа ВРЕМЕНИ (3, — 1п 1), т. Е. ПОДЫНтЕГральное выражение в уравнении (8) принимает вид

tn- 1

4< (1+т1/1(а в п ) ) (l+m2f2(t ап ) ), tï

65 По существу, в этом случае при решении сисгде /и 1, Гп — моменты окончания формирования (п — 1)-го и и-го импульса соответственно.

В том случае, если выполняются условия

Т,»Т, и Т2»Т!1, т. е. если функции /1(/) и

f:(t) изменяются достаточно медленно, то произведение (1+m!f1(t) ) (1+m@2(t) ) можно считать постоянным в интервале интегрирова.

Зо Ння От tn дО 1, И ЕГО МОЖНО ВЫНЕСТИ За ЗНаК интеграла. После решения системы уравнений (7), (8), (9,) получим

То — — — — (1+т! f! (t) ) . (10)

Уравнения (7) и (10) описывают процесс с монотонным изменением частоты и амплитуды, т. е. физически получают одновременно генератор качающейся частоты с коэффициентом

40 перекрытия по частоте

fHàêñ <макс 1+m! и ° т" 1 — m!

439824.темы уравнений (7), (8), (9) в интервале от

t= tp до t=t „ необходимо находить реккуррентные псевдослучайные последовательности параметров сигналов в интервале (t; — 1; )): ть ти

fi) f2) ".) fi ) ".) f n

Цинт Цинт ...) Бинт, ) ... )..)))))) л (1 1)

U ))нв цннв ... Ц)) н)) ) ...) UH)))) g

) ) ) ) )

1 где /; = — — «мгновенное» значение частоты

"i колебательного процесса в момент 1; .

Очевидно, что распределения последовательностей величин (11) зависят от вида функций

fi(t) и f (t)

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 +U., 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 которых можно изменять, меняя функциональное управляющее напряжение путем выбора того или другого функционального генератора 16.

Подбирая определенный вид напряжений с выходов функциональных генераторов 16, можно получить необходимый закон распределения параметров t;, f;, Бинт;, U))нв) возле

10 их средних значений gp, fp, У . „ U ., которые определяются, прежде всего, предварительно заданным смещением +U. от источника 17 регулируемого смещения, Изменяя + Ucc. можно смещать центры

15 распределений (математическое ожидание) и необходимую сторону, оставляя неизменным качественный характер распределения, определяемый функциями fi (t) и / (/).

20 Предмет изобретения

Устройство для моделирования регулярных и 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— со входом интегратора, соединенного своим выходом со вторым входом компаратора напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, управляющие входы оптронов подключены через суммп35 рующие усилители к схеме выбора закона распределения, входы которой соединены соответственно с выходами функциональных генераторов и регулируемого источника смещения.

439824

Составитель В.Карасов

Техред Г. Дворина

Корректор Л. Орлова

Редактор E. Семанова

Изд. № 1904 Тираж 624

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, iI(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 6535

Обл, тпп. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли