Генератор случайных сигналов Советский патент 1985 года по МПК H03B29/00 

Изобретение относится к радиотех нике, а именно к устройствам генери рования непрерывных случайных сигна лов, и может быть использовано для испытаний работоспособности различных радиоэлектронных систем и для различных статистических эксперимен тов. Цель изобретения - повышение точ ности формирования равномерного зак на случайных сигналов. На фиг. 1 представлена структурн электрическая схема генератора случайных сигналов; на фиг. 2 - диагра мы, поясняющие его работу. Генератор срдержит первичньй источник 1 шума, первьй и второй алгебраические сумматоры 2 и 3, измеритель 4 дисперсии, первый и второй амплитудные компараторы 5 и 6 и первый и второй электронные ключи 7и 8. Генератор работает следующим образом. Рассмотрим пример формирования случайных сигналов с равномерным законом распределения мгновенных значений. С выхода первичного источ ника 1 шума первичньй шум, именидий нормальньй закон распределения мгно венных значений (фиг. 20,), поступае на ВХОДЫ первого алгебраического сумматора 2, измерителя 4 дисперсии и первого амлитудного компаратора 5 8измерителе 4 дисперсии вычисляется среднекзадратическое отклонение 6, которое поступает на первьй и второй амплитудные компараторы 5 и 6 и первьй и второй электронные ключи 7 и 8. В первом амплитудном компараторе 5 сравнивается мгновенное значение шума U, и где К. const (в конкретном случае К О и.) Если мгновенное значение шума U то с выхода первого амплитудного компаратора 5 на управлякмций. вход первого электро ного ключа 7 поступает управляющее напряжение (фиг. 2&, высокий потенциал открывает электронньй ключ). Первьй электронньй ключ 7открьгеается, и на другой вход пер вого алгебраического сумматора 2 с выхода измерителя 4 дисперсии подается напряжение смещения. В первом алгебраическом сумматоре 2 происходит сложение U2 и, + AU, и,- + ™,c.fЕсли и, и пор , то первьй электронньй ключ 7 закрыт и первичньй шум проходит через первьй алгебраический сумматор 2 без изменений. В результате распределение значений шума принимает вид, показанный на фиг. 28 (сплошная линия). Результирующее напряжение после первого преобразования Uj, поступает с выхода первого алгебраического сумматора 2 на вход второго алгебраического сумматора 3 и на первьй вход второго амплитудного компаратора 6. Во втором амплитудном компараторе 6 сравнивается мгновенное значение шума и. с Ujno (для равномерного закона распределения Ujnop д.и, /2 2: С,б или Кг. ). Если и UjnoP то с вькода второго амплитудного компаратора 6 поступает на управляющий вход второго электронного ключа 8 управляющий сигнал (фиг. 2,). Второй электронньй ключ 8 открывается и через него на другой вход второго алгебраического сумматора 3 с выхода измерителя 4 дисперсии поступает напряжение смещения. Во втором алгебраическом сумматоре 3 происходит вычитание Uj - I д и, Uj - &Uj Uj - , , где С2 2 б Если Ui znof Uj поступает на выход. В результате этих двух преобразований получается случайньй сигнал с равномерным законом распределения мгновенных значений на интервале uUi (фиг. 2о, сплошная линия). о Варьируя значениями С, С, К и К (изменяя соответственно ди , д U Uznop ), т.е. производя параметрическое сложение мгновенных значений, соответствующих различным участкам кривой распределения исходного шума, можно сформировать различные законы распределения мгновенных значений случайных сигналов. Величины С , Cji, К и Kj можно получить расчетным путем, решая обычную аппроксимационнуго задачу, заключающуюся в получении за данной кривой Wj(,,, (и) плотности распределения выходного процесса, из от резков кривой ...,- ПЛОТНОСТИ распределения исходного случайного процесса. Причем , Kj, L 1,2, определяются через б и необходимое отрезка W (U) в рассматриваемом случае это u.&i , i 1,2). Очевидно, что раз измеритель 4 дисперсии измеряет Б и формирует напряжение, равное 6 , управлякмцее необходимыми преобразованиями над исходным случайным процессом, то предлагаемое устройство становится адаптивным к параметрам- исходного cny чайного процесса с нормахГьным распре делением. Таким образом, в предлагаемом устройстве не требуется его перестройки при замене первичного источника 1 шума или при изменении его параметров. Тем самьм снижаются требования к стабильности параметров .первичного источника 1 шума. Предла гаемое устройство функционально нечувствительно к этим изменениям, так как автоматически изменяет всеуправ|ЛЯЮ1цие напряжения. В зависимости от ширины диапазона перестройки, сложности требуемых законов распределения и необходимой точности формирования этих законов должно изменяться количество преобразований (количество последовательно соединенных групп блоков: алгебраический сумматор, амплитудный компаратор, электрониьш ключ). Чем больше количество преобразований, тем в более широком диапазоне более сложных законов мгновенных значений и с большей точностью может перестраиваться генератор шума. Предлагаемое устройство при создании равномерного распределения позволяет при А Ui 1,642б , т.е. при Kj 1,642, К, О, С, 2К2, Ci Кг (С - коэффициент передачи по второму входу первого алгебраического сумматора 2; Cj,- коэффициент передачи по второму входу второго алгебраического сумматора 3), получить вероятность попадания мгновенных значений за пределы d Uj , Рхбост 0,001, т.е. пренебрежимо малой, а точность аппроксимации по критерию rain max f«ц 0,002. Это очень высокие показатели, причем достигнуты они простым устройством, в котором не требуется стабильность первичного источника шума. Эти преимущества достигаются за счет параметрического сложения мгновенных значений первичного шума, соответствукнцих определенным участкам распределения первичного гауссовского шума. Предлагаемый генератор случайных сигналов может быть использован при настройке и испытании системы передачи дискретной информации со скоростью 2400 бит/с в КВ-радиоканалах.

Air, и

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные первичный источник шума и i первый алгебраический сумматор, а также первый амплитудньй компаратор, выход которого подключен к управляющему входу первого электронного ключа, выход которого подключен к другому входу первого алгебраического сумматора, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности формирования равномерного закона распределения случайных сигналов, в него введены измеритель дисперсии, второй алгебраический сумматор, второй амплитудный компаратор и второй электронный ключ, при этом выход первичного источника шума подключен также к входу измерителя дисперсии и к первому входу первого амплитудного компаратора, выход первого алгебраического сумматора подключен к одному входу второго алгебраического сумматора и к первому входу второго амплитудного компаратора, выход которого i подключен к управляющему входу второго электронного ключа, выход которого подключен к другому входу второго алгебраического сумматора, при этом выход измерителя дисперсии подключен Q к вторым входам первого и второго амплитудных компараторов и сигнальным входам первого и второго электронных ключей. СО о

ли.

и

Фиг. 2