Генератор случайного процесса Советский патент 1978 года по МПК G07C15/00 G06G7/52 

Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть использовано в качестве блока специализированной эле тронной вычислительной машины для получения случайных процессов, задакяцей аппаратуры, для воспроизведения случайных вибраций при исследовании иадежносттс и правильности фушсционирбвания изделий различного назначения с помощью внбростеидов. Известен генератор случайного процесра, содержащий полосовые фильтры, в которых предусмотрена регулировка уровня выходного сигнала l . Задавая определенные уровни выходного сигнала на выходе каждого (|ашьтра с последующим суммированием их на суммирующем устройстве, формируется случайный ятроцесс с тем или иным видом спектра. Этот генератор построен на аналоговых элементах и вследствие этого имеет ряд недостатков: во-первых, нестабиль ность элементов («,С - элементы), которая, в конечном счете, сказывается на стабильности основных характеристик генераторов случайных процессов; во-вторых затруднения при формировании инфранизкочастотных случайных процессов, а также при необходимости гибко корректировать заданный спектр в процессе эксплуатации устройств. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор случайного процесса, содержащий блок генераторов тактовых частот, сумматор, входы которого соединены с выходами П фильтров нижних частот соответственно. It источников шума, выходы которых соединены с первыми Входами m цифровых фильтров соответственно, выходы которых подключены ко входам rt источников опорного сигнала соответственно f2j . Недостатком такого генератора является наличие в нем большого количества источников шума и цифровых фильтров, что обуславливает его сложность. Целью изобретения является упрощение генератора за счет сокращения числа источников щума и цифровых фильтров Для достижения цели генератор содержит ш регистров кода, П1дешифраторов, m мультиплексоров и Ш коммутато ров, первые входы которых соединены с выходами Ш источников опорного сигнала соответственно, а вторые входы П1 коммутаторов объединены со входами П1 мул типпесоров и подключены к вь1ходам Ш де-, Шифраторов соответственно, входы которых подключены к выходам m регистров кода соответственно, выходы Ш мультиплексоров соединены со входами ш генершоров шума и со вторыми входами Ш цифровых фильтров соответственно, групп входов каждого мультиплексора соединена с выходами блока генераторов тактовых частот соответственно, Ц выходов каж1лого коммутатора соединены с | -ми входами 11 фильтров низких частот соответственно,. На чертеже приведена структурная сх к«з геноратора Генера гор содержит блок 1 тактовых частот, ксиюрого соединены со входакп ГП MyjibTunneKcopoB 2, выходы KOTOpt.JX подключены ко вхо-шм Ш источ- ioiKOB 3 шума и 111 цифровых фильтров 4 другие входы которых соединены со входами источников 3 шума, а выходы чере IVl источников 5 опорного сигнала соединены со входами Ш коммутаторов 6, другие входы которых объединены со входами мультиплексоров 2 и через Ш дешифраторов-7 соединены с выходами U1 регистров 8 кода, а выходы коммутаторов 3 соединены со входами п фильт ров 9 низких частот, %ыходы которых подключены ко входам сумматора 1О. Генератор работает следуюащм об разом. Для попучения заданной спектральной плоти.JCTH мош.ности на регистры 8 ко™ дов заносятся коды частот таким образом, чтобы более широкополосные фильт ры находились на уч&сгк.а.к с малым изч менеиием спектральной плотности, а более узкополосные - на резонансных учас ках. Здесь тактовая частота определ:я ет центральную частоту фильтра. Блок тактовых частот генерирует полную сетку , предусматривающую любую перекомбинацию фильтров с разной полол сой пропускания. Все тактовые частоты с блока 1 поаагагся на мультиплексоры 2, Дешифраторы 7 в соответствии.с кодом, занесенным в регистр 8, дают разрешение на прохождение на входы источников 3 шума и фильтров 4 определенной такто вой частоты. Необходимо отметить, что коды регистров 8 не повторяются. Eicero тактовых частот И , а одновременно набранных кодов YYl П. Далее белый шум с выходов источников 3 шума под действием ситтхронизирующих импульсов тактовой частоты поступает на вход цифровых фильтров 4, на выходах которых получаются полосовые случайные процессы. Источники 5 опорного сигнала изменяют уровни выходного сигнала в соответствии с видом спектра задаваемого случайного процесса. Выходной сигнал с выходов источников 5 оперного сигнала поступает на вход того или иного фильтра 9 нижних частот. Функцию коммутации осуществляют коммутаторы 6, которые, в соответствии с кодами, находящимися в регистрах 8 и соответственно сигналом на.входе дешифратора, подключают выход источников 5 опорного сигнала к тому или иному фильтру нижних частот. На выходе суммирующего устройства получается результирующий сл чайный процесс с заданным спектром. Набор кодов тактовых частот производится вручную, хотя эту функцию MOHtHO возложить на управляющую программу ЭВМ. В этом случае программа распределения фильтров по частотному диапазону выполняется автоматически. Используя данный подход для реализации генератора случайных процессов, оказывается возможным в процессе его работы оперативно изменять спектральную плотность мощности. Преимуш.ество подобного генератора, кроме того, состоит в том, что здесь осуществляется более точное задание требуемого вида спектра, что достигается введением фильтров разной полосы пропускания. Это влечет за собой возможность коррекции резонансных выбросов, в принципе, сколь угодно узкополоснь1Х, а также уменьшения неточности задания спектра за счет неидеальной стыковки сосед{гах фильтров. Чем меньше фильтров, тем меньше всплесков, полученных в области стыковки соседних фильтров, которые получаются от того, что относительные спады фронтов полос пропускания фильтров одинаковы, Формула изобретения Генератор случайного процесса, сЪдержащий блок генераторов тактовых частот. сумматор, входы которого соединены с Яз ходами ц фильтров нижних частот соот вететвенно,ш источников шума,выходы которых соединены с первыми входами WI цифровых фильтров соответственно, выходы которых подключены ко входам УП источников опорного сигнала соответственно, отличающийся тем что, с делыо упрощения генератора, он содержит Ш регистров кода, m дешифрат.оров.т-мультиплексоров и w коммутаторов, первые входы котбрых соединены с выходами ки источников опорного сиг нала соответственно, а вторые входы гИ жоммутатрров объединены со входами ш мультиплексоров и подключены к выходам W дешифраторов соответственноа входы которых подключены к выходам Ш регистров кода соответственно, выходы П; Ьт ультиплексорсв соединены со входами tn генераторов шума к со вторыми вхс дами П1 цифровых фильтров соответствен- КС,, группа входов каждого мультиплексора соединена с выходами блока генераторов тактовых частот соответственно, t1 выходов каждого коммутатора соеди нены с -ми входами И фильтров кизкия частот соответственно. Источники информации-, принятые во вни ание при экспертизе: 1 Коваль В, Т. Задающая аппаратур для воспроизведения случайных вибраций при исследоваиви надежности. Вестник машиностроения, 1970. 2. Верешкин А, Е., Котковник В. Н,, Линейные цифровые фильтры и методы реализации, М., Советское рацко 11373, с, 1О8, 131,