Генератор случайных сигналов

Генератор случайных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 507874 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.03.74(21) 2004145/18-24

2. (51) М, Кл, G 06G 7/26 с присоединением заявки (23) Приоритет

Государственный иомитот

Совета Министров СССР оо долам изаоретоннй и открытий (43) Опубликовано 25.03.76Бюллетень Мо 1 1 (4S) Дата опубликования описания 20,05.76

{5З) УДК 681.335.8

{ 088.8) А. И. Ставицкий, Г. В. Герчикова, H. В. Киселев> Л. В. Боброва и А, Г. Снегурова (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

Северо-Западный заочный политехнический институт (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАИНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных аналоговых и цифровых вычис-, лительных устройствах и машинах.

Известен генератор случайных сигналов, содержащий генератор гармонических сигналов, подключенный через первый блок перемножения и генератор к аналого-цифровому преобразователю, соединенному с первым входом первого блока запоминания и регис- д тром, датчик. нормальных случайных чисел, соединенный с первым входом второго блока запоминания, накапливающий сумматор, счетчик.

Однако такой генератор недостаточно ги- 15 бок при переходе от одной корреляционной функции к другой и с его помощью невозможно воспроизведение сигнала с любой заданной корреляционной функцией.

Целью изобретения является получение 20 сигналов с любой заданной корреляционной функцией.

Предложенный генератор случайных сигналов содержит генератор линейно изменяющегося напряжения, универсальный нелиней» 35 ный преобразователь, например политрон, второй блок перемножения, подключенный двумя входами соответственно к выходам первого и второго блока запоминания, обхваченным соответственно обратными связями, выход второго блока перемножения соединен со входом накапливающего сумматора, генератор линейно изменяющегося напряжения подключен через универсальный функциональный преобразователь ко второму входу первого блока перемножения. Вход счетчика соединен с первым входом первого блока запоминания, а его выходы подключены через коммутирующие элементы к управляющим входам генератора линейно изменяющегося напряжения, генератора гармонических сигналов и, датчика нормальных случайных чисел, Использование описываемого генератора делает возможным моделирование процессов с любой заданной корреляционной функцией или спектральной плотностью. Применение в.нем электроннолучевой трубки типа полит рон в качестве универсального функционального преобразователя позволяет получать процесс, имеющий корреляционную функцию

507874

3 е наперед заданной точностью. При необходимости повышения точности коррепяционной функции возможно лоспедоватепьное включение нескольких «епи«ейных преобразователей.

Яа чертеже представпена функционапьная схема генератооа случайных сигналов с заданной корреляционной функцией ипи спектральной ппотностью.

Он содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, связанный с универ- ® апьным функционапьным преобразоватепем

2, который служит дпя моделирования функции спектрапьной ппотности модупируемого I процесса и подкпючен к блоку перемножения 3, ко второму входу которого подкпю- ц ,чен генератор гармонических сигнапов 4.

Выход блока 3 соединен со входом анапогового интегратора 5, подключенного к бпо ку 6 задания ошибки и аналого-цифровому преобраэоватепю 7, связанному с запоми- рй нающим устройством, состоящим иэ запоминающих блоков 8 и 9 и сдвигаюшего регис rpa 10, и счетчиком 11. Первый вход бпока 9 соединен с выходом датчика 12 нормапьных (ортогонапьных) чисел, а выходы р5 обоих блоков 8 и 9 соединены с »

14, Лпя запуска схемы служит вход (пуск) Э) дпя сброса на нуль некоторых блоков - вход

16 (сброс),-дпя коммутаций - ключ 17(ком мутирующии элемент), B основу работы предложенного генератора, осуществляющего моделирование ста- фф ционарного спучай«ого процесса X(:a) с пюбой коррепяпно««ой функцией, положено пинейное преобр;- . ванне стационарной последоватепьност«5 .n j независимых нормальных случайных чисел в другую пск педоватепь- () ность сигналов, коррепированную по заданному закону. Оператор линейного преобразования записывается в виде скопьзящегосум-t

,мирования с некоторым весом

М 4Ü

ХГп)= :;Е tС -a.1 < ) к < 1

Математически весовые коэффициенты через выражение дпя спектральной ппотнос:и процесса 6(w) определяются следующим образом;

/ " "с 1 +ftcl и „, ((()) Cos с ц>.

С О

ЗдесьФС -постоянная величина, а вепичи- 55 .на M в формуле 1 зависит от требуемой точности моделирования процесса и может быть определена по известному способу.

По сигналу., поступающему на вход 13, синхронно запускаются генератор 1 линейно- 69

4 изменяющегося напряжения, генератор 4, гармонических сигналов и датчик 12 случайных чисел с нормальным распредепением, Нарастающее напряжение с генератора ) поступает на преобразователь 2, который формирует сигнал, пропорционапьный первому сомножитепю подинтеграпьного выражения 2, С помощью трубки типа йопитрой мo- жет быть промодепирована практически любая функция 6 (а) . Дпя увеличения точности достаточно включить поспедоватепьно несколько преобразоватепей на трубках политрон. Попученный сигнап поступает на блок

3 перемножения, на второй вход которого с выхода генератора 4 гарМоническйх сину1 ,соидапьяых сигналов подается напряжение, соответствующее гармонике в выражении 2.

Выход блока 3 перемножения соединен с интегратором 5, с выхода которо о снимается первое значение весового коэффициента 6, и после преобразования в цифоовую форму поступает в запоминающий блок 8 со сдвигаюшим регистром 1 О. В запонимаю- * . шем устройстве одновременно могут хранится 2 М чисел, которые сдвигаются с помощью регистра 10. В запоминаюшихбпоках введена обратная связь,так как весовыми коэффициентами приходится пользоваться 6 раз (Й вЂ” длина формируемой последовательности выходных сигналов), и каждый раз после ис«опьэования они должны быть вновь перезаписаны, Пунктирной линией выделен блок 6 задания ошибки, определяющий количество весовых коэффициентов, необходимых дпя обеспечения заданной точности, Однако такой блок необязателен для работы схемы, так как величина М может быть опредепена расчетным путем, тогда счетчик 11 додже« быть установлен на величину М заранее.

После того, как весовой коэффициент

E. записан в блок 8, на счетчик 1 1 поступает сигнал, и если К М, он осуществляет сброс и новый запуск генератора

1, генератора 4 и датчика 10. Все М чисел, выданных датчиком, также запоминаются в блоке 9, «о дпя выдачи по другому выходу. Это запоминание необходимо для обеспечения коррелированности сигналов мо- дупируемого процесса. Коррепированность обеспечивается за счет участия в формировании значений Х f Yl 3 и Х Eтl +и.5общихспучайных вепичин последовательности tfgl.

После„того, как сформированы все М коэффициентов, счетчик 9 формирует сигнап, который размыкает ключ 15. Этопре крашает запуск генераторов 1 и 4, Одновременно осуществляется сброс счетчика

507874 5. 11 по сигналу по входу 16, и снова за,пускается датчик 12 . Происходит очеред ной сдвиг в блоках 8, и эа счет переполнения — выдача на блок перемножения первых 6 И t Гп-к1, . После перемноженйя в блоке 13 результат поступает в накапливающий сумматор 14. Снова увеличивается сумма счетчика 11, и происходит новый сдвиг в регистре 10, Образуется оче;редное произведение 6, t fn-a-i 3 и т. д,, до тех пор, пока йе будут перемножены все М коэффициентов, значения ..самых коэффициентов сохраняются, а в заломинвюшем блоке, где хранятся значения т-Ь1, происходит замена последнего числа, так как по «комайде счетчика 11 К Мсно ва срабатывает датчик 12. Синхронно бу:дут сброшены на нуль счетчик 11 и накал

f пиваюший сумматор 1 4 и выдано первое значение

Ьыходного сигнала. За счет сигнала с датчика 12 будет осуществлен новый сдвиг регистра и начинается образование нового значения Йлходного сигнала.

Формула изобретения

Генератор случайных сигналов, содержащий генератор гармонических сигналов, подключенный через первый блок перемножеф. з :íèÿ и интегратор к внвло1 о-цифровому пре1 обрвэовател|о, соединенному с первым входом первого блока запоминания и регистром. датчик нормальных случайных чистоп, сое5 диненный с первым входом второго блока

5 запоминания, накапливаю>ций сумматор, сче1 тчик, коммутирующий элемент, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью получения сигналов с любой заданной корреляl6; цноннойфункцией,устройствосодержит гене, ратор линейно изменяющегося напри>кения, ие- линейный преобразователь, например политрон, второй блок перемножения, подключен» ный входами соответственно к выходам пер15 вого и второго блоков запоминания> охвв>ченными соответственно обратными связями, I выход второго блока перемножения соеди, нен со входом накапливающего сумматора, генератор линейно изменяюшегося напряже ния подключен через нелинейный преобразо. !

20 I ватель к другому входу первого блока, пеемножения, вход счетчика соединен с перым входом первого блока запоминания, &

- .его выходы подключены через коммутирующий элемент к управляющим входам генерф ! тора линейно изменяющегося напряжейия, ге1 .нераторв гармонических сигналов и датчика нормальных случайных чисел.

507874

Составитель В. Жовинская

Texper. А, Демьянова Корректор И. Гоксич

Редактор,Е. Кравцова

Заказ 31Ы, филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Тираж 86Ч . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета (.овета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5