Генератор случайных импульсов Советский патент 1992 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при статистическом моделировании, в частности Тфи моделировании электромагнитных помех, воздействующих на радиоэлектронную аппаратуру, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1269127.

Цель изобретения - расширение функциональных возивожностей за счет устранения корреляции между амплитудными и временными параметрами- генерируемых импульсов.

На чертеже приведена структурная схё ма генератора.

Он содержит генератор 1 шума, блок 2 задания закона распределения вероятностей, блок 3 памяти, схему 4 сравнения, интегратор 5, источник 6 постоянного напряжения, формирователь 7 импульсов, ключ 8, формирователь 9 импульсов, схему 10 сравнения, формирователь 11 импульсов, переключатели 12, блок 13 памяти, фор мирователь 14 импульсов и ключи 15, 16Y

Выход генератора 1 шума через блок 2 задания закона распределения вероятностей соединен с информационным входом блока 3 памяти, выход которого является выходом Случайная амплитуда генератора и соединен с первым входом схемы 4 сравнения и с информационным входом ключа 8, выход которого является выходом Случайный импульс генератора. Выход схемы 4 сравнения соединен с входом формирователя 7 импульсов, выход которого является первым выходом Интервал времени генератора и соединен с управ-, ляющим входом ключа 8. Вход управления записью-считыванием блока 3 памяти подключен к выходу формирователя 9 импульсов, выход источника 6 постоянного напряжения соединен с информационным входом интегратора 5, выход которого соединен с вторым входом схемы 4 сравнения. Первый и второй входы схемы 10 сравнения подключены к выходам интегратора 5 и источника 6 постоянного напряжения соответы

Ё

О

о

ю

ственно. Выход схемы 4 сравнения является вторым выходом Интервал времени генератора и соединен с первым входом первого переключателя 12, выход которого соединен с входом формирователя 9 импульсов. Выход схемы 10 сравнения через формирователь 11 импульсов, соединен с первым входом второго переключателя 12, выход которого соединен с входом Сброс интегратора 5. Выход формирователя 7 импульсов соединен с вторыми входами первого и второго переключателей, Информационные входы ключей 15 и 16 соединены с выходом блока 13 памяти, информационный вход которого соединен с выходом блока 2 задания закона распределения вероятностей, а вход управления записью-считыванием - с выходом формирователя 14 импульсов, вход которого соединен с управляющим входом ключа 16 и с выходом схемы 4 сравнения. Управляющий вход ключа 15 соединён с выходом формирователя 7 импульсов, выход ключа 15 является вторым выходом Случайный импульс генератора. Выход ключа 16 является третьим выходом Интервал времени1 генератора, выход блока 13 памяти является вторым выходом Случайная амплитуда.

На первых четырех выходах генератора и на входах схем сравнения и первых трех формирователей импульсов формируются последовательности выходных сигналов, аналогичные прототипу,

В зависимости от положения контактов переключателей 12 генератор работает а двух режимах, При нормально замкнутом положении контактов переключателей генератор работает следующим образом,

Сигнал нормального белого шума, идущего с генератора 1 шума, поступает на вход блока 2 задания закона распределения вероятностей, на выходе которого формируется непрерывный процесс с требуемым распределением. Блок 3 памяти запоминает один отсчет процесса с выхода блока 2 задания закона распределения вероятностей. Этот отсчет задает величину порога срабатывания на поступательном входе схемы 4 сравнения, на сигнальный вход которой поступает линейно изменяющееся напряжение с интегратора 5. На сигнальный вход интегратора поступает постоянное напряженнее выхода источника 6 постоянного напряжения. Когда напряжение на выходе интегратора 5 достигает порога ; срабатывания, на выходе схемы 4 сравнения появляется импульс, который передним фронтом запускает формирователь 7 импульсов. Последний формирует импульс требуемой амплитуды и

длительности. Сигнал с выхода формирователя 7 импульсов поступает на управляющий вход интегратора 5 и обнуляет его. Напряжение на выходе интегратора 5 равно нулю в течение интервала времени, равного длительности импульса с выхода формирователя 7 импульсов. Сигнал с выхода формирователя 7 импульсов поступает также на управляющий вход ключа 8 и

0 открывает его, случайное по амплитуде напряжение с выхода блока 3 памяти проходит на вход ключа 8, который открывается на время, равное длительности импульса с выхода формирователя 7 импульсов. На

5 выходе ключа 8 формируется импульс, случайный по амплитуде и моменту появления и. имеющий длительность, равную длительности импульса с выхода1 формирователя 7 импульсов. Спад импульса с вы0 хода формирователя 7 импульсов запускает формирователь 9 импульсов. Импульс с выхода формирователя 9 переводит блок 3 памяти в режим запоминания очередного отсчета процесса с выхода блока 2 задания

5 закона распределения вероятностей. По окончании импульса с выхода формирователя 7 импульсов на выходе интегратора 5 появляется линейное напряжение, начинается формирование следующего вре0 менного интервала. В процессе работы на выходе блока 3 памяти (первый выход Случайная амплитуда -генератора) формируется последовательность случайных уровней напряжения соЈлучайными пери5 одами следования. Регулируя длительность выходного импульса формирователя 7 импульсов, можно регулировать длительность импульсов на выходе ключа 8, случайных как по моментам появления, так и по

0 амплитуде.

При нормально разомкнутом положении контактов переключателя 12 генератор работает в другом режиме. Сигнал нормального белого шума, идущего с гене5 ратора 1 шума, так же как в первом режиме, поступает на ход блока 2 задания закона распределения вероятностей, на выходе которого формируется непрерывный процесс с требуемым распределени0 ем. Блок 3 памяти запоминает один отсчет процесса с выхода блока 2 задания закона распределения вероятностей. Этот отсчет задает величину порога срабатывания йа потенциальном входе схемы 4 сравнения.

5 На сигнальный вход схемы 4 сравнения поступает линейно изменяющееся напряжение с интегратора 5, на сигнальный вход которого поступает постоянное напряжение с выхода источника 6 постоянного напряжения. Когда напряжение на выходе

интегратора 5 достигает порога срабатывания схемы 4 сравнения, на ее выходе формируется передний фронт импульса, который запускает формирователь 7 импульсов, Последний формирует импульс требуемой ам- плитуды и длительности, который поступает на управляющий вход ключа 8 и открывает его. Случайное по амплитуде напряжение с выхода блока 3 памяти проходит на вход ключа 8, который открывается на время, равное длительности импульса с выхода формирователя 7 импульсов. На выходе ключа 8 формируется случайный по амплитуде импульс, который случайным образом расположен внутри фиксированного ин- тервала времени. Линейно изменяющееся напряжение с выхода интегратора 5 продолжает возрастать до уровня, равного порогу срабатывания схемы 10 сравнения. В момент, когда напряжение на выходе ин- тегратора 5 достигает порога срабатывания схемы 1.0 сравнения, она срабатывает. Передний фронт импульса с выхода схемы 10 сравнения запускает формирователь 11 имп.ульсов, импульс с выхода которого че- рез нормально разомкнутые контакты второй группы контактов переключателя 12 поступает на управляющий вход интегратора 5 и обнуляет его. Обнуление интегратора приводит к возвращению схемы 4 сравне- ния в исходное положение. На этом завершается формирование случайного интервала времени, который формируется на выходе схемы 4 сравнения. Сигнал с выхода схемы 4 Сравнения через нормаль- но разомкнутые контакты первой группы контактов переключателя 12 поступает на вход формирователя 9 импульсов. Отрицательный перепад напряжения с выхода схемы 4 сравнения запускает.формирова- тель 9 импульсов. Импульс с выхода формирователя 9 импульсов поступает на управляющий вход блок 3 памяти и переводит его в режим запоминания очередного отсчета процесса с выхода блока 2 задания закона распределения вероятностей. В процессе работы генератора в этом режиме на выходе блока 3 памяти (первый выход Случайная амплитуда генератора) формируется последовательность случайных уровней напряжения с постоянным периодом следования. Случайные интервалы формируются на выходе схемы 4 сравнения (второй выход Интервал времени генератора). Последовательность случайных по амплитуде импульсов, каждый из которых случайным образом расположен внутри фиксированного интервала времени, формируется на выходе ключа 8 (первый выход Случайный импульс генератора), а последовательность импульсов, постоянных по амплитуде и частоте, - на выходах схемы 10 сравнения формирователя 11 импульсов. В этом режиме длительность фиксированного интервала времени определяется порогом срабатывания схемы 10 сравнения.

Далее рассмотрим работу генератора применительно к формируемым на его втором выходе Случайный импульс, третьем выходе Интервал времени и втором выходе Случайная амплитуда последовательностям случайных импульсов.

Положительный перепад напряжений с выхода схемы 4 сравнения запускает формирователь 14 импульсов. Импульс с выхода формирователя 14 импульсов поступав, на управляющий рход блока 13 памяти и переводит его в режим запоминания очередного отсчета процесса с выхода блока 2 задания закона распределения вероятностей. Случайное по амплитуде напряжение с выхода блока 13 памяти проходит на вход ключа 15, который открывается на время, равное длительности импульса с выхода формирователя 7 импульсов,на вход ключа 16, который открывается на время, равное длительности импульса с выхода схемы 4 сравнения, а также на второй выход Случайная амплитуда генератора. В результате на выходе ключа 15 (втором выходе Случайный импульс генератора) в первом режиме работы формируется случайный по амплитуде и моменту появления импульс. Во втором режиме работы на выходе ключа 15 формируется случайный по амплитуде импульс, который случайным образом расположен внутри фиксированного интервала времени, на выходе ключа 1.6 (третьем выходе Интервал времени генератора) формируется случайный по амплитуде и длительности импульс внутри фиксированного интервала времени. На выходе блока 13 памяти (втором выходе Случайная амплитуда генератора) в обоих режимах формируется последовательность случайных уровней напряжения со случайными периодами следования. При этом случайные значения рандомизируе- мых параметров выходного сигнала для всех формируемых на выходах последовательностей являются некоррелированными за счет того, что каждому из двух рандомизируемых параметров выходного сигнала соответствуют различные случайные значения выходного напряжения генератора шума, или, иными словами, коррелирован- ность случайных значений рандомизируемых параметров выходного сигнала обуславливается только корреляционными связями

между последовательными значениями выходного напряжения источника шума. Формул а изобретения Генератор случайных импульсов по авт. св.№ 1269127, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет устранения корреляции между амплитудными и временными параметрами генерируемых импульсов, в него введены второй блок памяти, четвертый формирователь импульсов, и второй и третий ключи, информационные входы которых соединены с выходом второго блока памяти, информационный вход которого соединен с выходом блока задания закона

5

распределения вероятностей, а вход управления записью-считыванием - с выходом четвертого формирователя импульсов, вход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и с выходом первой схемы сравнения, при этом управляющий вход второго ключа соединен с выходом первого формирователя импульсов, выход второго ключа является дополнительным выходом Случайный импульс генератора, выход третьего ключа является дополнительным выходом Интервал времени генератора, выход второго блока памяти является дополнительным выходом Случайная амплитуда.

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при статистическом моделировании, в частностипри моделировании электромагнитных помех, воздействующих на радиоэлектронную аппаратуру, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. N 1269127. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет устранения корреляции между амплитудными и временными параметрами генерируемых импульсов. Генератор содержит генератор 1 шума, блок 2 задания закона распределения вероятностей, блоки 3,13 памяти; схемы 4,10 сравнения, интегратор 5, формирователи 7,9,11,14, источник 6 постоянного напряжения, ключи 8.15,16 и переключатель 12. 1 ил.