Генератор случайных сигналов Советский патент 1991 года по МПК H03B29/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в синтезаторах вибрационных колебаний, способных воспроизводить колебания сложных форм

Цель изобретения - обеспечение регулирования двумерной плотности вероятностей выходных случайных сигналов.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого генератора

Генератор содержит первый цифроана- логовый преобразователь (ЦАП) 1, первый генератор шума (ГШ) 2, второй ЦАП 3, регистр 4 кода амплитуд, первый сумматор 5, фильтр нижних частот (ФНЧ) 6, второй генератор шума (ГШ) 7, третий ЦАП 8, регистр 9 частоты, второй сумматор 10, четвертый ЦАП 11, регистр 12 начальной частоты, преобразователь 13 напряжение-частота, источник

опорного напряжения (ИОН) 14, счетчик 15 блок постоянного запоминания (БПЗ) 16

Генератор случайных сигналов работает реализуя следующее выражение

U(t) Uo 1+KA«(t)P(nr+IN), справедливое при (nr+IN) t f(n + 1)r + IN где P(nr) - ступенчатая функция, значения которой отсчитываются в дискретные моменты времени (п т) от исходного немодулированного периодического сигнала с периодом Т;

N - число дискретизированных значений формируемого сигнала на периоде Т,

п - 0; 1, 2... (N - 1) - номера отсчетов внутри периода Т,

I - 0, 1, 2, . - номера периодов,

г N +W(m интервалы

времени между соседними отсчетами, в ча&

СП

о о о о

стности при Kf 0: т тп-г- - const, и отсчеты ступенчатой Функции происходят через равные промежутки времени.

Кд - цифровой код коэффициента амплитудной модуляции;

Кг - цифровой код, нормирующий относительное изменение частоты при частотной модуляции:

o(t),/3(t) - случайные процессы;

Do - выходное напряжение ИОН 14.

Приведенное выражение описывает квазипериодический сигнал, модулированный по амплитуде и частоте, который в общем случае может быть представлен в следующем виде:

S(t) A(t)ЈAKSlnl/v(t),

к 1

где A(t) + KACt(t) - амплитудная модулирующая функция;

l/fc (t) + Kf /3(t) - текущая фаза одной из составляющих периодического сигнала.

Если периодический сигнал jT AKSln $(t)

к 1

заменить ступенчатой функцией Р(п т), то можно придти к первому выражению.

В соответствии с первым выражением счетчик 15 с заданной частотой перебирает адреса ячеек БПЗ 16с занесенными в них значениями ступенчатой функции Р(пг), который управляет первым ЦАП 1, что обеспечивает получение методом ступенчатой аппроксимации выходного сигнала, а ФНЧ 6 сглаживает выходной сигнал. Амплитудная модуляция выходного сигнала осуществляется подачей на вход опорного напряжения первого ЦАП 1 сигнала с выхода третьего сумматора 5, который образуется следующим образом. С выхода первого ГШ 2 случайный процесс a(t) через второй ЦАП 3 подается на второй вход первого сумматора 5. По командам с первого входа сигнала управления, соедийенного с входом записи регистра 4, в последний с кодового входа сигнала управления заносится цифровой код, определяющий коэффициент передачи второго ЦАП 3. В результате после суммирования случайного процесса a (t) с выходным напряжением ИОН 14 на выходе первого сумматора 5 формируется амплитудная модулирующая функция

UAM - + КА о(),

Модуляция по частоте ступенчатой функции Р(пг), значения которой записаны в БПЗ 16, обеспечивается подачей на вход счетчика 15 выходного сигнала преобразователя 13, который формируется следующим образом. С помощью второго ГШ 7, третьего ЦАП 8, регистра 9 и второго сумматора 10 формируется сигнал Ц„- + (t), поступающий на вход опорного напряжения четвертого ЦАП 11. При этом на его выходе формируется сигнал Uf + Kf/ (х),где М - цифровой код. задающий начальную частоту выходного сигнала и хранящийся в регистре 12, управление которым осуществ- 0 ляется сигналами, поступающими с третьего входа сигнала управления и кодового входа сигнала управления. Далее выходной сигнал четвертого ЦАП 11 поступает на преобразователь 13 с коэффициентом преобра- 5 зования 1р , на выходе которого формируется последовательность импульсов с частотой повторения

F - Uf UoMVM + Kf/3(t) Kf #t), где fo U0M - номинальная частота выход- 0 ного сигнала.

При этом генератор случайных сигналов обеспечивает возможность генерации следующих сигналов:

сигнала постоянной частоты и амплиту- 5 ды.

сигнала, модулированного по амплитуде шумом (случайным сигналом),

сигнала, модулированного по частоте шумами (случайным сигналом), 0 сигнала, модулированного по амплитуде и частоте одновременно

Введение в генератор случайных сигналов первого ГШ 2 и второго ЦАП 4 позволяет регулировать плотность вероятностей рас- 5 пределения амплитуды выходного случайного сигнала, а введение второго ГШ 7 и третьего ЦАП 8 обеспечивает регулирование плотности вероятностей распределения частоты выходного случайного сигнала, при- 0 чем это регулирование может осуществляться одновременно Формула изоб р. етения

Генератор случайных сигналов, содержащий последовательно соединенные счетчик, 5 блок постоянного запоминания и первый циф- роаналоговый преобразователь, последовательно соединенные регистр кода амплитуд и второй цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные регистр час- 0 тоты и третий цифроаналоговый преобразователь, а также источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования двумерной плотности вероятностей выходных случай- 5 ных сигналов, введены последовательно соединенные регистр начальной частоты, четвертый цифроаналоговый преобразователь и преобразователь напряжение-частота, выход которого соединен с входом счетчика, первый и второй генераторы шума, выходы которых соединены с входами опорного напряжения соответственно второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, первый и второй сумматоры, первые входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, а также фильтр нижних частот, вторые входы первого и второго сумматоров соединены с выходами соответственно второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, выходы первого и второго сумматоров соединены с входами опорного напряжения соответственно пер0

вого и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выход первого цифроаналого- вого преобразователя соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого является выходом генератора случайных сигналов, входы регистров кодов амплитуды, частоты и начальной частоты соединены и являются входом кодового сигнала управления, а входы записи регистра кодов амплитуды, частоты и начальной частоты являются соответственно первым, вторым и третьим входами сигнала управления генератора случайных сигналов.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - обеспечение регулирования двумерной плотности вероятностей выходных случайных сигналов. Г-р случайный сигналов содержит ЦАП 1, 3, 8 и 11, г-ры 2 и 7 шума, регистр 4 кода амплитуд, сумматоры 5 и 10, фильтр 6 нижних частот, регистр 9 частоты, регистр 12 начальной частоты. преобразователь 13 напряжение-частота, источник 14 опорного напряжения, счетчик 15 и блок 16 постоянного запг минания Выполнение г-ра обеспечивает возможность генерации следующих сигналов, сигнала постоянной частоты и амплитуды,сигнала, мо дулированного по амплитуде шумом, сигнала, модулированного по частоте шумами, сигнала, модулированного по амплитуде и частоте одновременно При этом использование г-ра 2 и ЦАП 4 позволяет регулировать плотность вероятностей распределения амплитуды выходного случайного сигнала, а использование г-ра 7 и ЦАП 8 обеспечивает регулирование плотности вероятностей распределения частоты выходного случайного сигнала Эти регулирования могут осуществляться и одновременно 1 ил (Л С