УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА С РЕГУЛИРУЕМОЙ ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТЬЮ

Область техники
Полезная модель относится к радиоизмерительной технике и предназначена для использования в фрактальной радиоэлектронике, фрактальных системах связи, компьютерной технике, локации и т.д. в качестве генератора случайного сигнала, обладающего фрактальным характером распределения вероятностных свойств.
Цель полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства.
Поставленная цель достигается введением возможностей грубой и точной настройки и индикации величин фрактальной размерности и напряжения выходного сигнала устройства, для чего в регулируемый прецизионный источник постоянного напряжения введены блоки грубой и точной настройки величины напряжения, подаваемого на катод светодиода, а к выходу этого источника подключен блок индикации настройки величины фрактальной размерности сигнала, к тому же в качестве регулятора уровня сигнала используется блок регулирования уровня сигнала, содержащий в своем составе блоки грубой и точной настройки величины сигнала, а к выходу корректирующего фильтра подключен блок индикации настройки величины напряжения выходного сигнала устройства.
Описание аналогов
Известно фотоприемное устройство с прямым детектированием, предназначенное для использования в волоконно-оптических системах передачи [2, с. 11-13, рис. 1.1]. Устройство содержит последовательно соединенные источник электрического сигнала, предварительный усилитель, главный усилитель и корректирующий фильтр.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что устройство предназначено лишь для преобразования оптического сигнала в электрический и не обладает способностью генерировать сигнал с фрактальными свойствами.
Описание прототипа
Наиболее близким решением того же назначения по совокупности признаков является устройство для генерирования случайного сигнала с фрактальными свойствами, содержащее последовательно соединенные источник электрического сигнала, в качестве которого используется источник фрактального сигнала, предварительный усилитель, усиливающий сигнал и обеспечивающий согласование с источником фрактального сигнала по напряжению переменный резистор, выполняющий роль регулятора уровня сигнала, главный усилитель, осуществляющий усиление и понижение выходного сопротивления устройства, а также корректирующий фильтр, при этом источник фрактального сигнала состоит из светодиода видимого излучения, к катоду которого подключен регулируемый прецизионный источник постоянного напряжения, а к аноду - нагрузочный резистор [2 - прототип].
Критика прототипа
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится отсутствие возможностей грубой и точной настройки и индикации величин фрактальной размерности генерируемого сигнала и напряжения выходного сигнала устройства.
Сущность полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей устройства
Указанная задача решается за счет достижения при осуществлении полезной модели технического результата, который заключается во введении возможностей грубой и точной настройки и индикации величин фрактальной размерности и напряжения выходного сигнала устройства
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в регулируемый прецизионный источник постоянного напряжения введены блоки грубой и точной настройки величины напряжения, подаваемого на катод светодиода, а к выходу этого источника подключен блок индикации настройки величины фрактальной размерности сигнала, к тому же в качестве регулятора уровня сигнала используется блок регулирования уровня сигнала, содержащий в своем составе блоки грубой и точной настройки величины сигнала, а к выходу корректирующего фильтра подключен блок индикации настройки величины напряжения выходного сигнала устройства.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленной полезной модели, а определение из числа выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков, позволило определить совокупность существенных по отношению к техническому результату признаков в заявленном устройстве, изложенном в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию «новизна» действующего законодательства.
Для проверки соответствия заявленной полезной модели требованию изобретательского уровня, заявителем проведен дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с признаками, отличительными от прототипа, результаты которого показали, что заявленная полезная модель не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели преобразований на достижение технического результата.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию «изобретательский уровень» действующего законодательства.
Перечень фигур чертежей
На фигуре представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемую полезную модель, где 1 - источник фрактального сигнала; 2 - регулируемый прецизионный источник постоянного напряжения, 3 - светодиод; 4 - нагрузочный резистор, 5 - предварительный усилитель; 6 - блок регулирования уровня сигнала; 7 - главный усилитель; 8 -корректирующий фильтр; 9 - блок грубой настройки величины постоянного напряжения; 10 - блок точной настройки величины постоянного напряжения; 11 - блок индикации настройки величины фрактальной размерности сигнала; 12 - блок грубой настройки величины сигнала; 13 - блок точной настройки величины сигнала; 14 - блок индикации настройки величины напряжения выходного сигнала. Блоки 9, 10 12 и 13 выполнены перестраиваемыми.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением указанного технического результата, заключаются в следующем.
Структура предлагаемого устройства представлена на фигуре. Источник 1 фрактального сигнала содержит регулируемый прецизионный источник 2 постоянного напряжения, положительное напряжение которого подается на катод светодиода 3, обеспечивая обратное смещение его p-n-перехода. Нагрузочный резистор 4 с сопротивлением много меньше выходного сопротивления обратно смещенного перехода светодиода обеспечивает работу светодиода 3 в режиме источника неизменного тока. Величину сопротивления нагрузочного резистора 4 можно принять равной 1 кОм.
Регулирование величины выходного напряжения источника 2 позволяет изменять величину фрактальной размерности D сигнала. Предварительный усилитель 5 усиливает напряжение сигнала, а его большое входное сопротивление обеспечивает согласование с источником 1 фрактального сигнала по напряжению. Блок 6 регулирования уровня сигнала позволяет изменять величину сигнала, подаваемого на главный усилитель 7, чем производится регулирование выходного напряжения всего устройства. Главный усилитель 7 осуществляет усиление и понижение выходного сопротивления генератора, необходимые для работы устройства с внешними нагрузками. Корректирующий фильтр 8 компенсирует возникающие частотные искажения.
Требуемые фрактальные свойства генерируемого сигнала выражены в желаемой величине фрактальной размерности D сигнала, установка значения которой нуждается в строгой настройке значения выходного сигнала регулируемого прецизионного источника 2 постоянного напряжения, подаваемого на катод светодиода. Введение отдельных блоков грубой 9 и точной 10 настройки величины постоянного напряжения источника 2 позволяет с высокой степенью точности получить желаемую величину фрактальной размерности D сигнала, о чем будет свидетельствовать введенный блок 11 индикации настройки фрактальной размерности сигнала. Блок 11 помимо преобразователя напряжение имеет индикатор уровня сигнала, шкала которого проградуирована в относительных единицах - дискретных значениях долей единицы (например, 0,4; 0,54; 0,72; 0,78; 0,85), соответствующих тому или иному значению установленной фрактальной размерности D сигнала.
В качестве регулятора уровня введен блок 6 регулирования уровня сигнала, содержащий отдельные блоки грубой 12 и точной 13 настройки величины сигнала. Для осуществления наблюдения за достижением установки требуемого значения напряжения на выходе устройства введен индикатор 14 настройки величины напряжения выходного сигнала. Блок 14 помимо преобразователя напряжение имеет индикатор уровня сигнала, шкала которого проградуирована подобно шкалам вольтметров среднеквадратического значения в милливольтах (мВ), вольтах (В) и децибелах (дБ).
Введенные блоки позволяют увеличить точность установки параметров генерируемого сигнала за счет реализации таких функций, как грубая и точная настройка величины фрактальной размерности D сигнала и индикация результатов ее настройки, а также грубая и точная настройка величины напряжения выходного напряжения и индикация результатов его настройки.
Введенные возможности позволяют расширить набор функциональных возможностей известного устройства, увеличивая степень его функциональности, обусловливающую отказ от использования таких внешних радиоизмерительных приборов, как вольтметры для измерения средневыпрямленного и среднеквадратического значений напряжения.
Таким образом, указанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующих условий:
- устройство, воплощающие заявленную полезную модель при ее осуществлении, предназначено для использования в фрактальной радиоэлектронике, фрактальных системах связи, компьютерной технике, локации и т.д. в качестве генератора случайного сигнала, обладающего фрактальным характером распределения вероятностных свойств.
- для заявленной полезной модели в том виде, как она охарактеризована в формуле, подтверждена возможность ее осуществления с помощью выше описанных в заявке или известных до даты приоритета средств;
- устройство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение указанного технического результата.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию «промышленная применимость» по действующему законодательству.
Литература
1. Шевцов, Э.А., Белкин М.Е. Фотоприемные устройства волоконно-оптических систем передачи [Текст]. - М.: Радио и связь, 1992. - 226 с. (с. 11-13, рис. 1.1 - аналог)
2. Патент РФ на изобретение №2 609 754 (RU 2609754 С1). МПК Н03В 29/00 (2006.01). Заявка №2015134896, 18.08.2015. Опубл.: 02.02.2017. Бюл. №4 (прототип)