Имитатор ошибок двоичных кодов параметров Советский патент 1980 года по МПК G06F1/02 

(54) ИМИТАТОР ОШИБОК ДВОИЧНЫХ КОДОВ HAPAMETl OB :,O.J,

I

Изобретение относится к устройствам моделирования аппаратуры радиотехнических и радиолокационных систем обнаружения и связи и может использоваться в различных экспериментальных стендах и установках для исследования радиотехнических устройств, в имитаторах и тренажерах этих средств, а также при проверке и настройке аппаратуры передачи дискретной информации.

При моделировании радиотехнических устройств в тех случаях, когда моделируются отдельные РЛС или группы РЛС в виде их координат местоположения и радиотехнических параметров, в целях повышения достоверности имитируемой информации необходимо указанные параметры представлять не только их номинальными значениями, но также и ошибками этих параметров. В реальных радиотехнических устройствах ошибки параметров имеют место как за счет различных внутренних причин, присуших самому устройству, так и за счет преобразовательной и измерительной аппаратуры. В современных моделирующих устройствах находят широкое применение элементы дискретной техники и ЦВМ. Поэтому параметры

. :-,;. . j ..; е

aw;,/lt|| --J

радиотехнических устройств, как правило, задаются в виде двоичных кодов. Тогда задача моделирования ошибок параметров сводится к тому, чтобы для каждого импульса моделируемой РЛС дополнительно к дво5 ичному коду параметра выработать двоичный код ошибки.

При моделировании параметров РЛС задаются их номинальные значения. На каждый имитируемый зондирующий импульс РЛС формируется совокупность кодов параметров. К каждому параметру теперь необходимо добавить ошибку. Эта ошибка в общем виде для каждого параметра имеет свой диапазон изменения, причем этот диапазон ошибки разный для различных РЛС. В частности, при пассивном пеленговании

15 источников излучения помимо их координат местоположения определяют и радиотехнические параметры этих источников излучения, такие, как несущая частота, длительность импульса и т. д. Из-за влияния условий

20 распространения волн (флуктуации, состояние атмосферы и подстилающей поверхности и т. п.) и внутренних причин, присущих самому приемному устройству (неравномерности амплитудно-частотной характеристики,

неидентичности каналов, ошибки измерения и преобразования и т. п.), параметры обнаруженного источника излучения не имеют некоторые фиксированные значения, а меняют . для каждого принятого импульса в пределах ошибок этих параметров. Поэтому при моделировании процесса пассивного пеленгования РЛС и определения их параметров с целью повышения достоверности имитируемой информации необходимо моделировать параметры РЛС с их ошибками, в том виде, в каком они представляютсй оператору пассивного пеленгатора и обнаружителя.

Известно устройство - генератор ошибок 1, в котором с помощью дешифраторов цифроаналогового преобразователя и коммутатора тактовых импульсов может быть обеспечена выработка уже не случайной последовательности единиц и нулей, а случайный двоичный код на реверсивном счетчике. Генератор ошибок содержит блок синхронизации; управляемый источник случайных величин, включаюш.ий в себя цифроаналоговый преобразователь с двумя дешифраторами сингулярных составляюших реверсивного счетчика; блок установки кода ошибки (или коммутатор тактовых импульсов); выходной блок ошибки (или реверсивный счетчик с дешифратором нулевого состояния реверсивного счетчика); программный (задаюший) блок (или переключатель емкости реверсивного счетчика).

Недостатки этого устройства: ограниченные возможности изменения диапазона величин ошибок (возможна только скачкообразная регулировка диапазона моделируемых ошибок за счет переключения емкости реверсивного счетчика); ограниченные возможности изменения случайного характера распределения двоичных кодов с выхода реверсивного счетчика (в пределах емкости этого счетчика). Изменение структуры потока ошибок осушествляется выбором сингулярных состояний реверсивного счетчика. Такая процедура, с одной стороны, не оперативна, а с другой стороны, не позволяет обеспечить адекватное моделирование законов ошибок параметров имитируемого объекта; искажения заданного закона распределения случайной величины за счет принятого в генераторе способа задания случайных величин. Если в реверсивном счетчике записано минимальное или максимальное число (определяется разрядностью счетчика и выбранными сингулярными состояниями), то по следуюшему тактовому импульсу счетчик может перейти не в «соседнее состояние (отличающееся от предыдущего на единицу) а скачком в «противоположное, т. е. за счет «граничного эффекта эти кодовые комбинации будут преобладать в заданном распределении; неоперативность изменения диапазонов (максимально возможных значений) величин ощибок.

Известно также устройство для имитации случайных искажений двоичных сигналов 2J используемое при проверке и настройке аппаратуры передачи дискретной информации. Это устройство может быть принято в качестве прототипа и содержит блок синхронизации, включающий в себя блок выделения фронтов, генератор тактовых импульсов и делитель; источник случайных сигналов; блок установки кода искажений (регистр задержки); выходной блок (выходной триггер); преобразователь случайных сигналов, включающий в себя формирователь вероятностного закона искажений, кольцевой регистр сдвига и схемы И. При замене выходного триггера на накапливающий регистр и согласовании темпа съема кодов ошибок с частотой генератора тактовых импульсов так, чтобы обеспечивались минимальное время и учет ошибки преобразования, описанное устройство предусматривает выработку случайных двоичных кодов параметров.

Однако и это устройство обладает недостатками: ограниченными возможностями изменения диапазона величин ошибок. Существует возможность только скачкообразной регулировки диапазона моделируемых ошибок за счет изменения параметров схемы, в частности емкости выходного регистра. Трудностями согласования темпа съема кодов ошибок с частотой генератора тактовых импульсов и коэффициентом деления делителя с допустимыми ошибками преобразования случайного закона. Число накапливаемых в выходном регистре единиц, поступающих с регистра задержки, должно соответствовать моделируемому диапазону ошибок и не вносить дополнительных сушественных погрешностей преобразования случайного закона; относительно большим временем на выработку одного кода ошибки (накапливание единиц); неоперативностью изменения диапазонов (максимально возможных значений) величин ошибок.

Целью изобретения является повышение быстродействия изменения диапазона ошибок параметров.

Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий датчик случайных чисел, выход которого соединен с первьш входом преобразователя законов распределения случайных чисел, первый выход которого подключен к первому входу блока установки кода ошибки, выход которого подключен к первому входу регистра, второй вход преобразователя закона распределения случайных чисел подключен к выходу блока синхронизации, введен преобразователь параллельного кода в позиционный, первый вход которого является входом имитатора, второй соединен с выходом блока синхронизации, выходы блока выбора случайной величины подключены соответственно к второму входу блока установки кода ошибки и к третьему входу преобразователя закона

распределения случайных чисел, второй выход которого соединен с вторым входом регистра.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого имитатора ошибок двоичных кодов параметров; на фиг. 2 - электрическая схема имитатора.

Имитатор ошибок двоичных кодов параметров содержит блок синхронизации 1, в качестве которого используется устройство для получения серии импульсов, датчик 2 случайных чисел, блок 3 установки кода ошибки, выходной регистр 4, преобразователь 5 закона распределения случайных величин, преобразователь 6 параллельного кода в позиционный.

Имитатор ошибок двоичных кодов параметров работает следующим образом.

По сигналу от блока синхронизации 1 в преобразователе 5 осуществляется считывание из источника случайных величин на специальный приемный регистр кода случайного числа, а в преобразователе 6 - считывание на свой приемный регистр кода максимальной ошибки Д.МАКС; параметра, который может быть задан вручную или от ЦВМ.

Двоичный код случайного числа характеризует собой случайные числа в диапазоне значений от О до 1, т. е. диапазон значений случайного числа от О до 1 выражается множеством двоичных чисел &10, 1,2. ...,2 J, где т.- разрядность кода случайного числа. С помощью дешифратора и элементов ИЛИ диапазон двоичных чисел кода случайного числа разбивается в преобразователе случайных чисел на группы следующим образом. Первая собирательная схема объединяет двоичные числа от О до - -2 (где К- коэффициент пропорциональности линейного преобразования диапазона кодов случайных чисел) в одну группу, а числа от (-i + 1) до вторую группу и делит таким образом весь диапазон значений случайных чисел на две группы. Второй элемент ИЛИ делит диапазон значений случайных чисел на три группы и т. д. до п-й собирательной схемы, которая делит диапазон значений случайных чисел на (л-ь I) группу. Таким образом, каждый элемент ИЛИ имеет число выходов на единицу большее, чем ее номер.. Первый элемент ИЛИ имеет нулевой и первый выходы, второй элемент ИЛИ имеет нулевой, первый и второй выходы и т. д. доп-го элемента ИЛИ, который имеет нулевой, первый, ..., tL-й выходы. Одноименные выходы всех элементов ИЛИ объединены и подключены к одноименному элементу установки одноименного кода ошибки. Нулевые выходы всех элементов ИЛИ подключены к нулевому элементу установки кода ошибки, равного нулю, первые выходы всех элементов ИЛИ подключены к первому элементу установки кода ошибки, равного 1, вторые выходы всех элементов ИЛИ, кроме первого, подключены к второму элёменту установки кода ошибки, равного 2 и т: д. до tt-ro выхода ti--ro элемента ИЛИ, который подключен к элементу установки кода ошибки, равного п.

Значение максимальной ошибки Ддгмлкс определяет фактически возможный диапазон значений ошибок параметра, которые должны лежать в пределах от «минус до «плюс

Блок 6 представляет собой преобразователь параллельного кода в позиционный, образуя блок выбора случайного числа , где двоичный код максимальной ошибки с помощью дешифратора преобразуется в позиционный код и в зависимости от величины максимальной ошибки с соответствуюших выходов дешифратора поступают разрешающие потенциалы на одноименНый элемент ИЛИ преобразователя 5. Например, если максимальная ошибка А.:МАКС 2, код ошибки должен иметь следующее множество значений 6 {- 2, - 1, О, 1, 2}, а следователь0но, разрешающие потенциалы поступят на вторую собирательную схему, имеющую выходы О, 1, 2. Для случая Ал:мАкс 0 предусмотрена непосредственная связь схемы выбора случайного числа с нулевым

5 элементом установки кода ошибки, равной нулю.

Блок 3 установки кода ошибки представляет собой набор элементов ИЛИ, одноименных выходов элементов ИЛИ, подсоединенных к входам установки выходного ре гистра 4 в соответствии с кодом номера элемента ИЛИ, т. е. выход элемента установки нуля соединен с входом установки нуля триггера младшего разряда выходного регистра 4, выход элемента установки едиJ ницы соединен с входом установки единиц триггер а Mjra ДШе г6 разря да йходного гистра 4, выход элемента установки соединен с входом установки нуля триггера младшего разряда и с входом установки единицы триггера предыдущего разряда выходного рео гистра 4 и т. д. Таким образом, после считывания из датчика 2 случайных чисел появятся сигналы на соответствующих выходах всех элементов ИЛИ преобразователя 5, в исходном состоянии закрытых, а в зависимости от величины кода максимальной

5 ощибки из преобразователя 6 разрешающие потенциалы поступят только на один (одноименную) элемент преобразователя 5. В зависимости от значения кода случайного числа сигнал появится на одном из выходов

0 преобразователя 5. Этот сигнал поступает на соответствующий элемент ИЛИ блока 3 установки кода ощнбки и через него на установку соответствующего кода ошибки в выходной регистр 4. Знак кода ошибки поступает на выходной регистр 4 из преоб5разователя 5.

Разрядность кода случайного числа определяется из условий обеспечения допустимой точности преобразования диапазонов действительных значений случайного числа (О, 1) в двоичный код. (сг1Тчёскй реализация нестандартных блоков: выбора случайных величин, преобразователя случайных величин, элемента установки ошибки, не вызывает затруднений. Функциональные схемы перечисленных блоков и их связи показаны на фиг. 2. Для простоты пояснения схема преобразователя случай ной величины приведена для случая ЧёТьфехразрядногоДВОИЧНОГО кода случайной величины. Дешифраторы предназначены для преобразования двоичного кода в позиционный. Каждая схема SQ -Зп.установки кода представляет собой элеме.1т ИЛИ одноименных выходных сигналов элементов ИЛИ 51 - Stv Все сигналы установки кода нуля с элементов ИЛИ 5| - 5п поступают на элемент установки кода Нуля (Зо), все сигналы установки кода единицы поступают на элемент установки кода единицы (3 () и т. д. Сигнал установки кода ошибки, равной1г, поступает на элемент установки кода, т. е. (Зп). Нулевой выход дешифратора максимальной ошибки соответствует случаю отсутствия ошибки параметра, а управляюший сигнал с этого выхода подается не пбср ёдственно на элемент установки кода нуля (Зо). Выход элемента установки Зо соединен с входом установки «О триггера младшего разряда выходного регистра 4 ошибки, выход элемента установки 3iсоединен с входом установки «1 триггера младшего разряда выходного регистра ошибки, выход элемента установки 3 соединен с входом установки «О ГрйгТера младшего разряда и с входом установки «1 предыдущего разряда выходного регистра ошибки и т. д., т. е. выходы ШШ&нтов установки подключены к входам установки выходного регистра в соответствии с кодом, который они устанавливают. В электрической схеме устройства учтено, что один выход дешифратора максимальной ошибки управляет целым рядом элементов И в ячейках 5| -5 для этого дешифратор максимальной ошибки выполняется на мошных И.ЛЛС, а многовходовые элементы ИЛИ установки кодов чисел (Зо-Зп) представляются пирамидой обычных, но так как эта Детализация не имеет отношения к принципу работы устройства, то на функциональной схеме опушена. Описанный имитатор ошибок двоичных кодов параметров может быть использован при моделировании зондируюших сигналов РЛС, каналов связи, приема, измерения и преобразования этих сигналов, а также в тренажерах, имеющих цифровое сч етнорешающее устройство, для учета возможных ошибок параметров. Кроме того, имитатор может быть использован в различных экспериментальных стендах и установках для проведения исследований различных радиотехнических устройств. За счет расширения возможностей оперативного изменения диапазонов величин ошибок моделируемых (имитируемых) параметров повышается достоверность имитируемой информации и адекватность моделируемым процессам, обеспечиваются условия имитации, близкие к реальным, повышается качество проводимых исследований и учебно-тренировочных занятий.. Формула изобретения Имитатор ошибок двоичных кодов параметров, содержаший датчик случайных чисел, выход которого соединен с первым входом преобразователя закона распределения случайных чисел, первый выход которого подключен к первому входу блока установки кода ошибки, выход которого подключен к первому входу регистра, второй вход преобразователя закона распределения случайных чисел подключен к выходу блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия изменения диапазона ошибок, в имитатор введен преобразователь параллельного кода в позиционный, первый вход которого является входом имитатора, второй соединен с выходом блока синхронизации, выходы блока выбора случайной величины подключены соответственно к второму входу блока установки кода ошибки и к третьему входу преобразователя закона распределения случайных чисел, второй выход которого соединен с вторым входом регистра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 430488, кл. Н 03 К 3/02, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 492040, кл. Н 041 1/10, 1973 (прототип).