SU1177877A1 - Генератор случайных сигналов - Google Patents

Abstract

FEFIEPATOP СЛУЧАЙНЫХ СИП1А-, ЛОВ, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов , первый регистр сдвига, в цепь обратной св зи которого включен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, двухпоэиционный переключатель, элемент совпадени , управл ющий вход которого подключен к выходу блока управлени  дисперсией, цифровой сумматор, цифроаналоговый сумматор и пороговый блок, выход которого подключен к входу сброса блока управлени ,последовательно соединенные второй регистр сдвига, преобразователь код .частота импульсов и первый счетчик, выход которого подключен к другому входу цифроаналогового сумматора, а также третий регистр сдвига, выход которого подключен к другому входу цифрового сумматора, другой выход двухпозиционного переключател  подключен к информационным входам второго третьего регистров сдвига. при зтом выход импульсов переключени  блока управлени  подключен к управл ющему входу двухпозициониого переключател , первый выход импульсов записи кода - к управл нщему входу второго регистра сдвига, выхоД импульсов сброса - к входам сброса первого счетчика, второго и третьего регистров сдвига, второй выход импульсов записи код9 - к управл ющему входу третьего регистра сдвига, отличающийс  тем, что, с целью повьоаени  точное т формировани  случайных сигналов с заданным законом распределени , в него введены последовательно:соединенные блок поразр дного сложени  и второй счетчик, при этом выход первого регистра сдвига подключен также к входу разр дов псевдослучайного кода блока поразр дного сложени , вход разр дов цифрового кода которого подключен к выходу первого счетчика, выход генератора тактовых импульсов - к тактовым входам блока Ч Ч управлени  и второго счетчика, управл ющий вход которого подключен к эо третьему выходу импульсов записи ч| кода блока управлени , а выход вто-п рого счетчика - к управл ющему; вхо|(у цифрового сумматора и к входу разрешен ни  записи блока управлени , третий выход импульсов, записи кода которого подключен к управл ющему входу второго счетчика.

Description

Изобретение относитс  к радиоэлект ронике и может использоватьс  дл  моделировани  постепенных отказов при испытании радиоэлектронной аппаратуры . .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности фортШ овани  случайных сигналов с д ;Цан1| м законом распредел§ 1  

На фиг. , структурна  элёр

i4eCKaH QJjei a генератора случайных (Ж напоЪ); на Фиг. 2 - пример вы

уттр.§,8Аени { на фиг.З и 4 временные диаграммы работы генератора случайных сигналов.

Генератор случайных сигналов (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый регистр 2 сдвига , элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, блок 4 управлени , двухпозиционный переключатель 5, второй 6 и третий 7 регистры сдвига, элемент 8 совпадени , цифровой сумматор 9, преобразователь 10 код - частота импульсов, первый 11 и второй 12 счетчики, пороговый блок 13, цифроаналоговый сумматор 14, блок 15 управлени  дисперсией и блок 16 поразр дного сложени .

Блок 4 управлени  (фиг. 2) содержит элементы ИЛИ 17-20, элементы И 21-25, триггеры 26-29, дешифратор 30 и одновибраторы 31-33.

Генератор случайных сигналов рабо тает следующим образом.

При поступлении импульсов из генератора 1 (фиг. 3q) в первый регистр 2 сдвига в нем генерируетс  псевдослучайный код. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 формирует сигнал обратной св зи , поступающий на второй вход первого регистра 2 сдвига. Дл  этого некоторые фиксированные разделы параллельного выходного кода регистра 2 сдвига поступают на вход элемента ИСКЛШАЮЩЕЕ ИЛИ 3, где производитс  логическа  операци  Исключающее ИЛИ над этими разр дами. Сформированный сигнал обратной св зи на втором входе регистра 2 сдвига носит псевдослучайный характер, следовательно, и код, который содержитс  в регистре 2 сдвига (фиг. 381), также будет псев , дослучайным.

Процесс генерации случайного сигнала состоит из двух этапов. Первый э.тап - подготовительный, во Bpetffl которого в генераторе случайных сигналов формируютс  случайное начальное значение процесса и случайное значение скорости изменени  линейной составл ющей-процесса.

Второй этап - генераци  случайного сигнала.

В первом подготовительном такте (фиг. 3, момент времени t) происходит установка в нулевое состо ние регистров 6 и 7 сдвига и счетчика 1 сигналом на выходе импульсов сброса блока 4 управлени  (фиг. ЗЕ), Во втором подготовительном такте (. 3, момент времени tj) псевдослучайный цифровой код заноситс  в регистр 7 сдвига (фиг. 3). Дл  этого на выходе импульсов переключени  блока 4 управлени  вьф.абатываетс  нулевой уровень сигнала (фиг. Зе), который управл ет двухпозиционным переключателем 5 так, что цифровой код с выхода регистра 2 сдвига проходит на второй выход двухпозиционного переключател  5. Записью цифрового кода в регистр 7 сдвига управл ет сигнал на втором выходе импульсов записи кода блока 4 управлени  (фиг. Зг) В третьем подготовительном такте (фиг. 3, момент tj) по сигналу на первом выходе импульсов записи кода блока 4 управлени  (фиг. 3) цифровой код с второго выхода двухпозкциоиного переключател  5 заноситс  в регистр 6 сдвига (фиг. 3ч). Записью цифрового кода в регистр 6 сдвига управл ет сигнал на первом выходе импульсов записи кода блока 4 управлени  (фиг. За). Таким образом , код С) в третьем регистре 7 сдвига определ ет случайное начальное значение процесса, а код С во втором регистре 6 сдвига - случайно Значение скорости изменени  линейной составл ющей процесса.

В момент t4 (фиг. 3) на выходе импульсов переключени  блока 4 управлени  устанавливаетс  единичны уровень сигнала (фиг. Зе), который переключает двухпозиционный переключатель 5 на вьщачу цифрового кода по первому выходу. Одновременно сигнал на третьем выходе импульсов записи кода блока 4 управлени  (фиг.. 3li) разрешает прием в счетчик 12 кода с выхода блока 16 поразр дного сложени .

Теперь генерат9Р. готов к- процесс генерации-случаййого сигнала заданной формы. Синхронизаци  работы блока 4 управлени  (фиг. А) также как и ре-. гистра 2 сдвига (фиг. 4S) производитс  cигнaлa и с выхода генералгора Iтактовых импульсов (фиг. 4р). Процесс генерации случайного сиг нала происходит следующим образом. Код Cj (фиг. Aj,) поступает на вход преобразовател  10 код - частота импульсов, на выходе которого по вл ютс  импульсы (фиг. 4q) с частото f kvC, , где k - посто нный коэффициент. Эти импульсы поступают в счетчик IIи код NC в нем измен етс  во вре мени по линейному закону Nj,(t) k.Cj На временной диаграмме (фиг. 4б) процесс изменени  кода в счетчике 1 аппроксимируетс  сплошной линией, так как число разр дов счетчика 11 может быть выбрано достаточно большим . В то же врем  случайные значени  цифрового кода с выхода регистра 2 сдвига (фиг. 46) через двухпозицион ный переключатель 5 поступают на элемент 8 совпадени . Блок 15 управ лени  дисперсией управл ет элементом 8 совпадени  так, чтобы обеспе чить заданную величину дисперсии сл чайного цифрового кода Cj, проход щего через него. Следовательно, на один вход цифрового сумматора 9 пос тупает случайный код Cf, а на друго вход - случайный код Cj с заданной дисперсией. Прием входных кодов и суммирован в цифровом сумматоре 9 происходит по сигналу второго счетчика 12 (фиг. 4), в котором определ етс  временной интервал Т между изменени ми амплитуды случайного сигнала. Дл  этого в процессе генерации случайного сигнала код С1 с выхода регистра 2. сдвига (фиг, 4{,) поступа ет на вход разр дов псевдослучайного кода блока 16 поразр дного сложе НИН, на вход разр дов цифрового код которого поступает цифровой код Np с выхода первого счетчика 11 (фиг.4в Выходной код Nj блока 16 поразр дного сложени  равен

1, M,

с

® n

ji

Ci

где a - коэффициент преобразовани . где GJ; - i-й разр д кода - i-й разр д кода N ; М - разр дность выходного кода N. Блок 16 поразр дного сложени  выполнен в виде М одноразр дньк сумматоров , осуществл ющих операцию сложени  по модулю 2, По сигналу на третьем выходе импульсов записи кода блока 4 управлени  (фиг, 4ц) полученный псевдослут чайный код NI заноситс  в счетчик 12 и определ ет случайный временной интервал Тj между двум  изменени ми амплитуды генерируемого сигнала. С гтой целью на тактовый вход счетчи.ка 12,  вл ющегос  вычитающим, поступают импульсы генератора 1 (фиг, 4q) с периодом t. и в момент равенства его содержимого нулю через врем  1 Ъ выходной сигнал счетчика 12 (фиг,4ж) разрешает суммирование в цифровом сумматоре 9, -на выходе которого фор-, мируетс  сумма двух величин C(t). (t) С + Кроме того, выходной сигнал счетчика 12 (фиг. поступает на вход разрешени  записи блока 4 управлени , который затем формирует на своем третьем выходе импульсов записи кода управл к ций сигнал (фиг. 4,) разрешакщий прием в счетчик 12 нового псевдослучайного кода. Таким образом, код N . имеет заданную дисперсию и случайный закон времени изменени  амплитуды, в общем случае определ емый формулой те ((се NC) + i)tn ((Cf ® kCjt) + 1)tn. Использование при разр дном слоении кода, линейно завис щего от времени, позвол ет получить псев ослучайную последовательность временных интервалов, независимую от псевдослучайной последовательности мплитуд сигнала. Случайные коды из цифрового сумматора 9 и первого счетчика 11 поступают на входы цифроаналогового сумматора 14, на выходе которого форируетс  напр жение (фиг, 4) Ueb,) a(N ) + Hp(t)) t - C(t)), t- k С

При достижении V лы заданного уровн  и,, в момент tj (фиг. 4) пороговый блок 13 вырабатьшаёт сигнал сброса, и блок 4.управлени  начинает новый цикл генерации случайного процесса, устанавлива  регистры 6 и 7 сдвига и счетчик 11 в нулевое состо ние.

Таким образом, случайный процесс ) содержит линейную составл ющую со случайным начальным значение и скоростью изменени  kCj, а также случайную составл ющую С(t) с за:данной величиной дисперсии и заданнь1м законом распределени  моментов изменени  значений.

Линейна  составл юща  процесса моделирует процесс постепенного отказа объекта, случайна  составл юща  Сj(t) - функциональные  влени  и помехи в процессе.

Предлагаемый генератор случайных

сигналов обладает высокой точностью

за счет применени  цифровых схем.

Заданна  точность аппроксимации линейного процесса обеспечиваетс  необходимым числом разр дов первого счетчика 11. Диапазон значений случайных временных интервалов задаетс ; числом разр дов второго счетчика 12.

Генератор случайных сигналов вое-, производит случайный процесс, который более точно описывает физические процессы, воздействующие на испытуемые приборы в услови х эксплуатации.

/7

LI Выход ufftry Acof

: I cSpacai ) f Hcei Вход тактавь/а JUlfUL. ВхоЗ ркз реигени 

фиг. 2 Второй 8ыхо9 импульсов , за/fucu ffoffff Первьш fbixfd импульсов записи Kodff ВымбВ импуАьсо9 s /TffffeMffveffM Третий 9ых03 инпм1 со8 зетаи cvtfffff ее

Риг.З

Claims (1)

1. ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНА- ₍ ЛОВ, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый регистр сдвига, в цепь обратной связи которого включен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, двухпозиционный переключатель, элемент совпадения, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления ' дисперсией, цифровой сумматор, цифроаналоговый сумматор и пороговый блок, выход которого подключен к входу сброса блока управления,последовательно соединенные второй регистр сдвига, преобразователь код .частота импульсов и первый счетчик, выход которого подключен к другому входу цифроаналогового сумматора, а также третий регистр сдвига, выход которого подключен к другому входу цифрового сумматора, другой выход двухпозиционного переключателя подключен к информационным входам второго μ третьего регистров сдвига, при этом выход импульсов переключения блока управления подключен к управляющему входу двухпозиционного переключателя, первый выход импульсов записи кода - к управляющему входу второго регистра сдвига, выход импульсов сброса - к входам сброса первого счетчика, второго и третьего регистров сдвига, второй выход импульсов записи кода “ к управляющему входу третьего регистра сдвига, отличающийся тем, что, с целью повышения точноета формиро вания случайных сигналов с заданным законом распределения, в него введе ны последовательно;соединенные блок поразрядного сложения и второй счетчик, при этом выход первого регистра сдвига подключен также к входу разрядов псевдослучайного кода блока поразрядного сложения, вход разрядов цифрового кода которого подключен к выходу первого счетчика, выход генератора тактовых импульсов - к тактовым входам блока управления и второго счетчика, управляющий вход которого подключен к третьему выходу импульсов записи кода блока управления, а выход втощ рого счетчика - к управляющему; вхо^у цифрового сумматора и к входу разрешен ния записи блока управления, третий выход импульсов, записи кода которого подключен к управляющему входу второ го счетчика.

   1 1177877