Генератор случайного сигнала Советский патент 1979 года по МПК G07C15/00 G06G7/52 

(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА

1

Изобретение относится к области вычислительной техники, и может быть использовано при моделировании логарифмически-ьормально распределенного случайного сигнала.

Известен генератор случайного сигнала, в котором использованы нелинейные преобразователи. Однако вид моделируемого распределения у этого генератора не конкретизируется 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор случайного сигнала, содержащий последовательно соединенные источник тактовых импульсов, рекурёитный регистр сдвига, цифро-аналоговый преобразователь, делитель и усилитель 2 .

бднако этот генератор не позволяет моделировать логарифмическиносмально распределенный случайный сигнал.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет моделирования логарифмически-нормального закона распределения.

Для достижения поставленной цели предложенный генератор содержит второй и третий делители, второй и третий усилители, датчик параметра распределения и умножитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого усилителя и датчика параметра распределения, а выход умножителя подключен к входам второго и третьего делителей, выходы которых соединены со

o входами второго и третьего усилителей соответственно. Выход второго усилителя подключен к управляющему входу третьего усилителя, выход которого является вькодсм генератора.

5 На фиг. 1 дана структурная схииа генератора;на фиг.2 - принципиальная ,схема первого делителя,на фиг.З - график моделируемой функции.

Генератор содержит последовательно соединенные источник 1 тактовых импульсов, рёкуррейтный регистр 2 сдвига, цифроаналоговый преобразователь. (ДАП) 3, первый делитель 4, первый усилитель 5, умножитель 6, 5 другой вход которого соединен с выходе датчика 7 параметра распределения, а выход - со входами второго и третьего делителей 8 и 9, вькоды которых соединены со входами второго 0 и третьего делителей 8 и 9,- выходы которых соединены со входами второго и третьего усилителей 10 и 11, другой вход которого соединен с выходом усилителя 10. Работает генератор следующим образов. Сигнал, снимаемый с ЦАП, имеет равномерную одномерную плотность вероятностей в интервале (U - -где UjN. - уровень сигнала; и - уровень 1. Уравнение кривой нелинейного преобразования определяется из вьфаженияак У(х) U2N,- и ),,()dy Применительно к функции f(i}, имеющей логарифмически-нормальнг й закон распределения, функция U. (5 -/Ж 1 U w 1 ,1, о вых . ,, Usbiit Ь.,,-и,)ф.(Если обозначить Ф функцию, обрат ную интегралу вероятностей Ф, то сиг нал на выходе вь,.-0.ь,рК,) Таким образом коэффициент Передач .тракта нелинейных преобразователей определяется выражением (1). Повышение точности регулировки параметрами одномерной плотности обеспечивается включением умножителя между функциональными преобразователями, что гарантирует линейность характеристики управления. Делитель 8 обеспечивает кусочно-линейную диодную аппроксимацию экспоненты в области отрицательных эна гений арг адента, а делитель 9 в области полож1егельных значений аргумента . Подробнее остановимся на п|эинципе работы делителя 4 и усилителя 5. График функции, подлежаадей ди;од-ной кусочно-лийёйной аппрсжсимации, изображен на фиг, 3. По виду функции ф определяем количество узлов интер поляции (6 узлов, удовлетворяющих точности аппроксимации с погрешност не хуже 3%)г что обеспечивает по кри терию; согласия Колмогорова не откло нейие гипотезы о логарифмически-нор мальной одйомерной плотности, При отсутствии сигнала все диоды закрыты, и коэффициент передачи ; операционного усилителя определяетс по соотношению KO - (2) где ROC - сопротивление обратной св sa операционного усилителя. Появление сигнала на входе положительного или отрицательйоге знака

; .:„,,... риводит К последовательн(«у отпираию диодов цепочки , либо -V , что приводит к изменению коэфициента передачи усилителя, так как еняется входное сопротивление К, правляемого делителя входньк цепей. ри этом коэ(1)Лициент передачи усилиеля определяется выражением К. S2. RBX, ходное сопротивление в области входых сигналов от { До U определяетя сопротивлением R. Входное сопроивление на участке входных напряжеий определяется паралельным соединением соответстваннд езисторов Rj и R , R-j и Rg, и коэфициенты передачи для этих сигналов также соответственно равны Roc(R3+R7)(3) Roc(R7+Rs) л .0 R -, R g так как диоды V или V4 на этих участках открыты входным сигналом. На участках Ug-и3 vi открыты диоды Vj и Vg или V4.и Vj. Вх одные сопротивления в этом случае равны в- Йэ RT Нг(5) ВХ2-з RH R7+R2() рEt R п- Rg(б) . . П . П J.t3 /в JLT В 2-3 «7 ) а коэффициенты передачи определяются, из соотношений ROC R 3 R-i+RgXR tR,)} ,, R9+Rq()) (8) И т.д. Коэффициенты передачи, которые необходимо получить для соотношений (2,3,4,7,8), легко определяются по .графику фиг. 3 ,i как тангенсы углов наклона аппроксимируемых участков ломаной. - Электронное изменение параметров одномерной плоскости производится блоком умножения, один из сомножите лей которого пропорционален вариации параметров процесса. Корреляционная функция случайного процесса с выхода регистра 2 имеет треугольную форму со значе нием нуль прилг Сн . Изменение частоты источника I позволяет управлять корреляционными свойствами генерируемого процесса. К преимуществам данного схемного решения следует отнести возможность обеспечения наперед заданной точности воспроизведения процесса с задан- ной плотностью вероятностей в смысле выбранного критерия согласия. Кроме того, детерминированное управления параметрами закона во времени может осуществляться как автоматически от генератора формирования вида временной зависимости, так и дискретно вручную. Формула изобретения Генератор случайного сигнала, содержащий последовательно соединенные источник тактовых импульсов, рекуррентный регистр сдвига, цифроаналоговый преобразователь, первый делитель, первый усилитель, о т личающийс я тем, что, с целью расишрения функциональных , возможностей генератора за счет моделирования логарифмически- нормал иого закона распределения, он содер жит второй и третий делители, второ и третиЯ усилители, датчик параметр и распределения и умножитель, первый и второй входа которого соединены соответственно с выходами первого усилителя и датчика параметра распределения, а вькод умножителя подключен ко входам второго и третьего делителей, выходы которых соединены со входами второго и третьего усилителей соответственно, выход второго усилителя подключен к управляющему входу третьего усилителя,выход которого является выходом генератора. Источиики информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бобнев М.П. Генерирование слу . чайных сигналов, М., Энергия , 1971. 2.Роткоп Л.Л. Статистические методы исследования на элвстронных моделях. М., Энергия, 1967, с. 70,88.

I-

Фи

L4-4-0

о Фиг 2

V-r