SU439824A1 - Устройство дл моделировани регул рных и псевдослучайных процессов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано дл  моделировани  регул рных и псевдослучайных процессов.

Известно устройство дл  моделировани  псевдослучайных процессов, содержащее интегратор , компаратор напр жени  и инвертор.

Однако известное устройство применимо дл  узкого класса специализированных задач.

Целью изобретени   вл етс  расширеиие класса решаемых задач.

Поставлеина  цель достигаетс  тем, что управл ющие входы оптронов подключены через суммирующие усилители к схеме выбора закона распределени , св занной с выходами функциональных генераторов и регулируемого источника смещени .

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержнт интегратор ) на операционном усилителе 2 с конденсатором 3, иивертор 4 на операционном усилителе 5 с резистором 6 обратной отрицательной св зи, компаратор 7 иапр жений, цепь положительной обратной св зи 8, оптроны 9 и W, установленные на входах интегратора / и инвертора 4 соответственно и состо щие из фоторезисторов /У и светодиодов 12. Светодиоды подключены к суммирующим усилител м 13 и 14, входы которых иодсоединены через схему /5 выбора закона распределени  к функциональным генераторам 16 и регулируемому источнику 17 смещени .

Схема выбора 15 закона распределени  параметров моделируемого процесса представл от собой коммутационную схему, котора  позвол ет подключать ко входам суммирующих усилителей 13 и 14 выходы функциональных генераторов 16 или источник ,/i7 регулируемого смещени  в различных комбинаци х по внешним командам выбора режима работы устройства , поступающим на входы 18.

В стационарном режиме работы устройства по одной из внещних команд, поступающих на входы /8 схемы 15, на первые входы суммирующих усилителей 13 и 14 подаетс  только напр жение иачального смещенн  от источника 17, и через светодиоды 12 оптронов 9 и 10 проходит посто нный ток смещени , благодар  которому обеспечиваетс  определенное начальное значение сопротивлений фоторезисторов //; /,|,, и ф., .

В этом случае в замкнутом колебательном контуре, состо щем из интегратора /, компаратора напр жений 7, иивертора 4, фоторезисторов //и цепи положительной обратной св зн S, возникают устойчивые колебани , частота которых определ етс  значени ми

,„. . С, , /7,:ом„,

где С - значение емкост) конденсатора 3,

30 - величина сопротивлени  резистора 6, f/помп - величина фиксированного уровн  двухпол риого напр жени  на выходе компаратора 7. На выходе 20 инвертора 4 формируютс  пр моугольные разнопол рные импульсы, инвертированные относительно импульсов с выхода Ю компаратора 7, с амплитудой: f/.,,,B(-:1),„п,(1), где п, 2, 3- пор дковый номер очередного импульса. На выходе интегратора / формируетс  напр жение треугольной формы: / L,u..dt ( - )(+) t/JIlIT Кф, с /„/ ОС , Фз 2 где Го - период колебаний в стационарном режиме работы. Значение периода То находитс  из уравиеим : f/UHB-ft/HHT O,(3) что соответствует моменту срабатывани  компаратора 7. Реша  систему уравнений (1), (2), (3), после преобразований получаем: То 2ЯФ, -С.(4) В режиме моделировани  регул рных и псевдослучайных процессов по одной из внешних команд, поступающих на входы /«S схемы 16, на вторые входы усилителей J3 и 14 подаютс  напр жени  (t) и 2 2/2(0.  вл ющиес  периодическими функци ми времени с амплитудами AI и А и периодами повторени  и Т соответственно, в результате действи  которых происходит изменение значений , и R.. по следующим функциональным зависимост м: ({)Кф +/Сус- :опт.Л1./1(/) RФ, l+mif,(0 ,(5) R,. (t)Rф..A2f2(i) , 1+т2/2(0,(6) где /СУС - коэффициент передачи суммирующих усилителей .Ми -14, /Сопт - коэффициент передачи оптронной пары «светодиод-фотосопротивление . Дл  упрощени  вычислений предлагаетс  характеристика передачи оптронной пары линейной и , /Сопт 1, , , В этом случае: /Су АУС Чтобы найти аналитическое выражение дл  параметров сигналов (амплитуды, длительности и частоты) в таком режиме работы, необходимо решить следующую систему уравнений: I // I L/комп : Uuai (-I) Ф. (0 )/ + Шг/2(/) 6/1;омп 6п„т( -1) . RФ, -С l+m,/i(0 (0 tn Шп,в гdt l+mi/,(0 ( t/,,HB-f(yHHT 0,(9) где / -1, fn - моменты окончани  формировани  (п-1)-го и п-го импульса соответственно . В том случае, если выполн ютс  услови  Г,Го и , т. е. если функции fi(t) и /2(0 измен ютс  достаточно медленно, то произведение l+tnifi(t) (0 можно считать посто нным в интервале интегрировани  от t,,-i до tn и его можно вынести за знак интеграла. После решени  системы уравнений (7), (8), (9,) получим t« t,, t „ , l+/n,/i(0 . (10) Уравнени  (7) и (10) описывают процесс с монотонным изменением частоты и амплитуды, т. е. физически получают одновременно генератор качающейс  частоты с коэффициентом перекрыти  по частоте /M.I.;C тмакс Л генератор импульсов мен ющнхс  амплнтуд е коэффициентом перекрыти  С/инв- Mai;с - -t7t2 В случае, если TI и TZ соизмеримы, но не кратны То, т. е. величины одного и того же пор дка , решение системы уравнений (7), (8), (9) сильно усложн етс  из-за того, что дл  каждого последующего интервала времени {f,, } необходимо учитывать предыстор ю колебательного процесса, т. е. значени  функций if (О и /2(0 в конце предыдущего интервала времени (in-tii ), т.е. подынтегральное выражение в уравнении (8) принимает вид , (-/„ ) 1+т2/2( ). По существу, в этом случае при решении сие-темы уравнений (7), (8), (9) в интервале от до ,1 необходимо находить реккуррентные нсевдослучайные носледовательности параметров сигналов в интервале (ti -t i-i):

f Ь fg n

/b /2, -. ft , -, f n

t/uHTj , /HHTj , ..., i/инт; , ..., L/чнт,,(U

(Упнв , L/HHB , ..,j t/iiHB j ,..j Cинв

где f i - «мгновенное значение частоты

i

колебательного процесса в момент /,- .

Очевидно, что распределени  последовательностей величин (11) завис т от вида функций

/1(0 и /2 (О- ..

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.

По одной из внешних команд, поступающих на входы 18 схемы 15, на входы суммирующих усилителей ,13 и 14 подаетс  предварительно установленное начальное смещение от регулируемого источника JF. При этом в устройстве возникает устойчивый автоколебательный процесс с формированием на выходах .& и 20 пр 1моугольных взаимно инвертированныхимпульсов и на выходе 21 - импульсов треугольной формы.

При подаче дополнительной внешней команды на входы ,М схемы выбора закона распределени  параметров моделируемого процесса на другие входы суммирующих усилителей 13 и 14 подаетс  напр жение выбранного функционального генератора 16. При этом на выходах устройства формируютс  сигналы с изменением параметров по определенной функциональной зависимости (регул рный процесс ), либо псевдослучайные последовательности сигналов, характер распределени  которых можно измен ть, мен   функциональное управл ющее напр жение путем выбора того или другого функционального генератора 16. 5 Подбира  определенный вид напр жений с выходов функциональных генераторов 16, можно получить необходимый закон распределени  параметров т,- , /,- , f/инт,- , (Уинв,- возле их средних значений TO, /о, Umii о, /инво, которые определ ютс , прежде всего, предварительно заданным смещением -j-t/cMg от источника 17 регулируемого смещени .

Измен   +f7cMo, Можно смещать центры распределений (математическое ожидание) и необходимую сторону, оставл   неизменным качественный характер распределени , определ емый функци ми fj (t и /2(0

Предмет изобретени 

20

Устройство дл  моделировани  регул рных и псевдослучайных процессов, содержащее функциональные генераторы, регулируемый

источник смещени , компаратор напр жени , соединенный своим выходом через фоторезистор оптрона со входом инвертора, выход которого соединен с первым входом компаратора напр жени  и через фоторезистор оптрона -

со входом интегратора, соединенного своим выходом со вторым входом компаратора напр жени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  класса решаемых задач, управл ющие входы оптронов подключены через суммирующие усилители к схеме выбора закона распределени , входы которой соединены соответственно с выходами функциональных генераторов и регулируемого источника смещени .

Л

л;