Генератор случайного процесса Советский патент 1981 года по МПК G06F1/02 C07C15/00 

(54} ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может.быть использовано для генерирования узкогюлосных случайных процессов, используемых при математическом моделировании сложных объектов на ЭВМ, при проведении виброиспытаний, в радиотехнических системах при кодировании и передаче информации и в других случаях .

Известен генератор узког олосного нормального шума, содержащий транзистор с коллекторной нагрузкой в -виде LС-контура и полупроводниковым шумовым диодом с лавинным пробоем, включенном последовательно с регулирующим и ограничивающим резисторами в базовую цепь транзистора, причем эмиттер транзистора соединен с анодом шумового диода через конденсатор и с общей шиной через резистор 1

Таким устройствам присущи недостатки характерные для аналоговых фильтровi ограниченный частотный диапазон, трудность микроминиатюризации -и др.

Известен нерекурсивный (трансверс-альный) цифровой фильтр, содержащий регистр сдвига с отводами, ряд логических элементов и набор весовых сопротивлений, соединенных определенным образом 2 .

Однако имея ряд существенных достоинств, таким цифровым фильтрам присущ один недостаток: Частотная характеристика Ц11ФРОВОГО фильтра является периодической функцией, период следования которой wg . При подаче белого шума на вход полосового цифро0вого фильтра на его выходе получается процесс, имеющий кройе основной рабочей полосы на частоте W WQ дополнительные повторяющиеся полосы спектральной плотности мощности. Для подавления побочных повторов обычно используют низкочастотную аналоговую фильтрацию. Однако при этом затрудняется его перестройка на различные участки.

0

Более эффективной мерой устранения повторов является модуляция входного сигнала восстанавливающей функцией. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор случайных процессов, содержащий сдвига, первый вход которого является первым входом устройства в целом, а второй (сдвигающий) вход является вторым 0 входом устройства в целом и подключен ко входу блока преобразования частоты, выход которого подключен ко входу двоичного двухразрядного счетчиеа, дешифратора которого подключены ко входам, выходы которого подключены ко входам блока постоянных уровней, выход которого подключе к первыг/ входам ряда устройств коммутации, вторые входы которых подключе,ны к выходам регистра сдвига, а выходы - ко входам соответствующих блоков умножения, выходы которых подключены ко входам суммирующего блока 3j

Недостатком известного генератора случайных процессов является большой объем используемого оборудования

Цель изобретения - сокращение объема используемого оборудования при сохранении качественных показателей выходного случайного процесса, т.е. упрощение генератора.

Поставленная цель достигается тем что в генератор, содержащий регистр сдвига, информационный вход которого является первым входом генератора, группу блоков умножения, выходы которых подключены к соответствующим входам суммируюа1его блока, преобразователь код-напряжение, входы которого подключены к соответствующим выходам дешифратора, введены умножитель и счетчик, вход которого является вторым входом генератора, разрядные выходы счетчика подключены к соответствующим входам дешифратора а выход счетчика подключен к сдвигакедему входу регистра сдвига, выходы которого подключены ко входа,м (группы)блоков умножения, выход преобразователя код-напряжение подключен к первому входу умножителя, выход которого является выходом генератора, а второй вход умножителя подключен к выходу суммирующего блока.

На фиг. 1 приведена структурная схема генератора случайного процесса на фиг. 2 - временная диаграмма основных управляющих сигналов, определяющих работу генератора , на фиг.Зграфик спектральной плотности мощности выходного сигнала генератора.

Генератор случайного процесса содержит последовательно соединенные регистр 1 сдвига, группу блоков 2 умножения и суммирующий блок 3. Входы преобразователя 4 код-напряжение подключены к выходам дешифратора 5, входы которого подключены к информационным выходам счетчика 6, вход которого является вторым входом генератора, а управляющий выход подключен к сдвигающему входу регистра 1 сдвиIa. Выход суммирующего блока 3 подсоединен ко второму входу умножителя 7, первый вход которого подключен к выходу преобразователя 4.

Генератор работает следующим образом.

На информационный вход регистра 1 поступают двоичные случайные цифры. В момент прихода импульса сдвига с выхода счетчика 6 в регистре 1 информация сдвигается на один разряд таким образом, что в первый разряд зa ocитcя случайная цифра (О или 1) , которая поступила на информационный вход регистра 1, во второй разряд переписывается содержимое первого разряда, в третий - второго и т.д. Например, если до поступления импульса сдвига в регистре находится код 0100011/.. и на информационном входе возникает сигнал, равный логической единице, то после прихода

5 сдвигающего импульса на регистре появится код равный 1010001/1...

Сдвигающий импульс (фиг. 2 в) формируется счетчиком б из входной последовательности тактовых импульсов

0 (ФйГ. 2а) , поступающих на второй вход генератора путем их пересчета(деления) на заданный коэффициент (в данном случае коэффициент пересчета равен шести). Дешифратор 5 дешифрирует

состояние счетчика б и при этом на его выходах появляются сигналы (фиг. 2 с, d,e), которые, поступая на преобразователь 4, формируют последовательно на его выходе уровни

3 и, 2Uo, UQ и т.д.

затем, 2 и,и,

30 ($иг. 2 f).

Сформированный таким образом сигнал поступает на вход умножителя 7. На другой вход умнол ителя 7 поступает сигнал с выхода суммирующего

35 блока 3, на входы которого с выходов бло1са .2 поступают сигналы, равные произведению состояния (О или 1) соответствующего разряда регистра 1 на соответствующий коэффициент циф40. рового нерекурсивного фильтра.

Следовательно, введение счетчика с заданным коэффициентом пересчета, умножителя и новых функциональных

45 связей позволяет вывести из устройства прототипа L блоков коммутации и сложный блок преобразования частоты (затраты на реализацию известных блоков преобразования частоты сравн50 мы с затратами на реализацию самого фильтра) .

Формула изобретения

Генератор случайного процесса, содержащий регистр сдвига, информационный вход которого является первым входом генератора, группу блоков умножения, выходы -которых подключены

к соответствующим входам суммирующего блока, преобразователь код-напряжение, входы которого подключены к соответствующим выходам дешифратора, отличающийся тем, что, с

целью упрощения генератора, он содержит умножитель и счетчик, вход которого является вторым входом генератора, разрядные выходы счетчика подключены к соответствующим входам дешифратора, а выход счетчика подключен к сдвигающему входу регистра сдвига, выходы которого подключены ко входам блоков умножения группы, а выход преобразователя код-напряжение подключен к первому входу умножителя, выход которого является выходом генератора, а второй вход умножителя подключен к выходу суммирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3. Авторское свидетельство СССР № 605226, кл.. G07 С 15/00, 1977 (прототип).