Файл: Калинчук, Б. А. Анализаторы инфразвуковых случайных процессов.pdf

Очевидно, что при обработке сигналов с одинаковыми дифференциаль­ ными законами распределения (для детерминированных сигналов понятие «закон распределения» имеет чисто формальный смысл) число различных уров­ ней в источнике кодовых напряжений может быть, исходя из соотношения U,-j = Ujf, уменьшено до

ную моделирующую цепь, образующую генератор с самовозбуждением, частота

вый сдвиг между входными и выходными напряжениями вычислительной модулирующей цепи составляет:

раторах.

Для исключения паразитных набегов фазы в системе преобразования напряжения в схемах фазоинвертора и интеграторах могут быть предусмот­ рены фазочувствительные элементы, позволяющие производить корректи­

ния фильтров; это расширяет пределы измерения и повышает точность опре­ деления коэффициента нелинейных искажений.

168

Глава четвертая

ГЕНЕРАТОРЫ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

4-1. Генераторы случайных сигналов с заданными статистическими характеристиками

Изучение реальных физических явлений и процессов часто оказывается трудновыполнимой задачей из-за быстрого их протекания, однократности или редкости появления, адаптивной неподготовленности аппаратуры для измерения их параметров и т. п. Моделирование этих процессов, т. е. созда­ ние хотя бы качественных их копий, позволяет успешно подготовиться к ре­ альному эксперименту, отладить аппаратуру, выяснить возможные диапа­ зоны изменения определяемых параметров. Этим целям, в основном, и слу­ жат генераторы случайных сигналов с заданными статистическими характе­

мирования инфразвуковых и низкочастотных случайных сигналов с задан­ ными статистическими характеристиками.

При решении различных метрологических задач в области статистиче­ ского анализа и при определении параметров систем автоматического регу­ лирования чаще всего возникает проблема генерирования случайных сигна­ лов, корреляционные функции которых описываются вполне определенными аналитическими зависимостями и имеют заданные интервалы затухания. Поскольку функции корреляции и спектральные плотности мощности слу­ чайных сигналов однозначно связаны друг с другом преобразованием Фурье, задача генерирования сигнала с заданной корреляционной функцией сво­ дится к формированию определенного вида его спектральной характеристики.

При построении ГЗХ инфразвукового диапазона в качестве «шумящего» элемента используют резисторы, фотоэлектронные умножители, стабили­ троны, полупроводниковые триоды и другие, случайные сигналы с выходов которых подвергают различным преобразованиям — глубокому ограниче­ нию, гетеродинированию, комбинированию с напряжениями шумов с релеевскими распределениями, преобразованию в телеграфный сигнал с последую­

ных шумовых сигналов в телеграфный код, т. е. последовательность бипо­ лярных импульсов стандартной амплитуды со случайными сменами знаков имеет существенное достоинство; дисперсия выходного сигнала не зависит от нестабильности дисперсии источника шума. В этой работе предлагается

ции. Прибор генерирует случайные сигналы со следующими тремя’ наиболее часто встречающимися на практике видами корреляционных зависимостей:

где (00 — центральная частота полосы пропускания Ф НЧ, а — коэффициент затухания корреляционной функции, Оу — дисперсии сигналов.

Рис. 4-3. Схема фильтра низкой частоты

Таким образом случайный сигнал с заданной функцией корреляции мо­ жет быть получен преобразованием телеграфного сигнала в Ф Н Ч с опреде­ ленной характеристикой. Из-за трудностей согласования пассивных фильт­ ров и обеспечения плавности регулировки их параметров в [121 ] предпочте­ ние отдано схемам активных фильтров, созданных па базе операционных уси­ лителей О У с высоким коэффициентом усиления ky. Активный фильтр, имея низкое выходное сопротивление, дает возможность осуществлять последова­ тельное соединение Ф Н Ч , плавная регулировка параметров схемы позволяет легко подобрать необходимые значения а и со0 для формирования выбранной корреляционной функции.

В качестве Ш Э в генераторе выбран низкочастотный полупроводниковый транзистор, работающий в режиме «глубокого запирания». Флуктуации ШЭ усиливаются двумя каскадами усиления, в результате чего выходной шумо­ вой сигнал оказывается достаточным для запуска формирователя импульсов, собранного по схеме триггера Шмитта. Преобразователь выполнен по схеме

170

* /

Рис. 4-4. Генератор ГШ-191: а — внешний вид генератора, б — комплекс аппаратуры для поверки статисти­ ческих анализаторов с помощью ГШ-191

двухстабильного триггера с симметричным относительно земли питанием коллекторных и эмнттерных цепей, что позволяет получить на выходе схемы биполярный сигнал. Питание схемы осуществляется от стабилизированного источника постоянного тока. Амплитуда импульсов телеграфного сигнала

а параметры а и ш0 — предыдущими двумя формулами.

172