Генератор случайного процесса Советский патент 1983 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике, ориентировано на использование в испытательных системах, в частности в автоматизированных испытательных системах на электрические воздействия.

По основному авт. св. 767745 известен генератор-случайного процесса, формирующий процесс неограниченной деятельности с произвольной спектральной плотностью мощности. Это устройство содержит генератор импульсов, счетчик, делитель частоты, датчик . случайных чисел и блок памяти, причем первый вход счетчика соединен с выходом генератора импульсов, вход делителя частоты через датчик случайных чисел соединен со вторым входом счетчика, выход которого подключен ко входу блока памяти, выход блока памяти является выходом генератора случайного процесса fl.

Однако данное устройство позволяет формировать случайный процесс с произвольной (заданной) непрерывной функцией спектральной плотности мощности в полосе частот нормируемого спектра с нижним значением частоты,L отличным от нуля,что является сушественным недостатком устройства, так

как приводит к увеличению пoгpeшнoc ти воспроизведения заданной функции спектральной плотности мощности в области частот, близких к нулю. Этот недостаток обуславливается тем, что случайный процесс на выходе устройства формируется путем циклического чтения со случайной фазой блока памяти, хранящего сумму отрезков ре10ализации гармонических функций с заданными весовыми коэффициентами и кратными частотами. В этой связи диапазон частотно-нормируемого спектра составляет U/o-Ntfj,, причемО О,

15 а при Ш 5 О значение функции спектральной плотности мощности всегда равно нулю. Попытка повысить точность воспроизведения заданной функции спектральной настройки плотности мощ20ности в области частот О т путем специальной настройки; суммирование к содержимому блока памяти постоянной составля1№1ей с заданным весовым коэффициентом не приводит к желаемо25му результату/ так как в воспроизводимой функции спектральной плотности мощности появляется разрыв (сГ всплеск) на нулевой частоте.

Цель изобретения - расширение 30 функциональных возможностей устройства за счет повышения точности восроизведения заданной функции спектальной плотности мощности Б области изких частот.

Необходимость достижения в поставленной цели обуславливается тем, то при использовании устройства в испытательных системах (например для испытания изделий электронной техники на виброударные воздействия) требуется высокая адекватность воспроизводимых испытательных режимов реальным условиям последующей эксплуатации испытуемых изделий. Точность задания спект 5альной плотности мощности в области низких частот важна при выполнении испытаний на транспортную тряску, виброудары и т.д. Повышение точности приводит к повышению информативности и достоверности испытаний и, в конечном итоге, к повышению качества выпускаемой продукции.

Цель достигается тем, что в генератор случайного процесса введены регистр памяти, триггер и сумматор, выход которого является выходом генератора, выход блока памяти соединен с первым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом регистра памяти, выход датчика случайных чисел соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом сумматора.

На чертеже приведена блок-схема генератора.

Схема содержит генератор 1 тактовых импульсов,.делитель 2 частоты, датчик 3 случайных чисел, счетчик 4, блок 5 памяти, регистр 6 памяти, триггер 7, сумматор 8.

Генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, датчик 3 случайных чисел, счетчик 4, блок 5 памяти выполняют следующие функции: генератор 1 импульсов формирует последовательность импульсных сигналов с заданным периодом следования. Делитель 2 частоты выполняет пересчет импульсных сигналов, поступающих на вход. Датчик 3 случайных чисел по сигналу, поступающему на его вход, формирует равномерно распределенное двоичное число. Счетчик 4 выполняет суммирование поступающих на его вход (первый) импульсных сигналов. Второй вход счетчика предназначен для его установки в исходное состояние в соответствии с поступающим на него двоичным кодом. На выходе счетчика формируется двоичный код его состояния.

Блок 5 памяти предназначен для хранения предварительного записанной в него кодовой последовательности, причем на выход запоминающего устройства поступает кодовая комбинация.

адрес которой, задается кодом н.а входе запоминающего устройства.

Генератор работает следующим образом.

При появлении сигнала на выходе .генератора 1 импул.ьсов происходит увеличение содержимого счетчика 4 на единицу и в соответствии с новой кодовой комбинацией, поступающей на вход блока 5памяти, читается содержимое запоминающего устройства по соответствующему адресу. Описанная процедура повторяется до тех пор, пока на выходе делителя 2 частоты не появится сигнал (через каждые И сигналов: генератора 1 импульсов) . При появлении этогосигнала датчик 3 случайных чисел формирует случайный-код поступающий на второй вход счетчика 4 и устанавливающий его в соответствующее случайное состояние.

Называя отрезок времени между моментами появления импульсов на выходе делителя 2 частоты циклом работы генератора случайного процесса, можно доказать, что процедура формирования случайного процесса представляет собой последовательность циклов, в каждом из которых со случайного происходит последовательное циклическое чтение содержимого блока 5 памяти.

Дополнительно, введенными блоками являются сумматор 8, регистр 6 памяти и триггер 7.

В.сумматоре 8 происходит сложение процесса с выхода блока 5 памяти с содержимым регистра б. В регистре б памяти находится код постоянной составляющей. Триггер 7 определяет зна прибавляемой к процессу с выхода блока 5 памяти постоянной составляющей, находящейся в регистре б (О - положительный, 1 - отрицательный, можг но наоборот).

Вход триггера подключен к разряду датчика случайных чисел - к дополнительному (резервному) или к 1 шадшему

Добавление к процессу постоянной .составляющей со случайно изменяющимся на каждом цикле знаком дает в спектре процесса компонентную функцию вида

f 5-1 П X аналогичную другим компо X )

нентным функциям, но имеющую макси- ; мум на нулевой частоте.

55 Мощность процесса на нулевой и близких к нулю частотах регулируется величиной постоянной составляющей.

Формирование случайных процессов с управляемой спектральной плотностью

60 мощности на частотах, включая нулевую и близкие к нулю частоты, позволит при незначительных аппаратурных затратах повысить адекватность имитируемых случайных процессов реаль- .

65 ным, расширить функциональные возможности устройства и сферу его применения.

Формула изобретения

Генератор случайного процесса по авт. св. № 767745, о т л и ч а гоад и и с я тем, что, с целью повьпиения точности, он содержит регистр памяти, триггер и сумматор, выход которого является выходом генератора, выход блока памяти соединен с пер

вым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом устройства памяти, выход датчика случайных чисел соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

767745, кл. G Об F 7/58, 1978 (прототип) .

Г

Выход

S