Генератор случайных временных интервалов Советский патент 1983 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частаости к устройствам формирования случайных врем еяных кнтер ;валов, и может найти применение при вероятностном моделировании. Извйстен генератор случайных чисел, содержащий ннзкочасгогньй и высокочасгогный генераторы, счетчик импульсов, триггер, элементы ИЛИ и И IJ, Недостатком такого генератора являет ся то, что он не позволяет регулировать максимальные и минимальные длитель кости временных интервалов, i . Известен также генератор случайных временных интервалов, содержащий датчи случайных чисел, дешифратор, счетчик, элементы запрета и И/Щ f 2 j . Недостатком этого генератора являет.ся то, что он регулирует только максимальные значения случайных чисел. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому явяяется генератор случайных временных интервале, содержаший низкочастотный и высокочастотный генераторы, счетчик импульсов, дешифратор, трипгер, блок установки на чального кода, элементы И и ИЛИ рЗ. Однако известный генератор также не лозволяет регулировать минимальные зна чения случайных чисел, Цель изобретения - расширение функ-циональных возможностей генератора за счет регулирования диапазона временных интервалов. Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных временных ин тервалов, содержащий триггер, единичный вход которого является входом генератвpai а единичный выход триггера является ВЫХОДОМ генератора, соединен с входом низ кочастотного г:енератора импульсов и первым первого элемента И, выход кот рого соединен с нулевым входом триггер нулевой выход которого соединен с входом вьюокочастотаого генератора импуль сов, выходы высокочастотного и низкоча тотного генераторов импульсов соединены соо1«етс1венно с первым и вторым / входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со сяетньо входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с соответствужадими входами дешифратора, а установочные входы счет чнка подключены к ;оответству1ошим выходам регистра кода введены второй элемент И, второй элемент ИЛИ, и од«новибратор, выход которого) соединен с вторым входом первого элемента И и входом регистра кода, нулевой выход TpH гера соединен с первым входом второго элемента И, выход дешифратора соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход переподнения счетчика соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом одновибратора. На . 1 изображена функциональная схема генератора случайных временных интервалов; на фиг, 2 - диаграмма работы генератора. Генератор содержит триггер 1, юокочастотный генератор 2 импу/шеов, счетчик 3, регистр 4 кода, дешифратор 5, низкочастотный генератор 6 импульсов, элементы И 7 и 8, элементы ИЛИ 9 и 10 и одновибратор 11. Генератор случайных временных интерч|е лов работает следукядим образом, При наличии сигнала высокого уровня на выходе элемента И 7 TpHXirep 1 устанавливается в состояние 1,в результате-чего импульсы с высокочастотного генератора 2. импульсов поступают на счетный вход счетчика 3. В последний последовательно записьюается код, величина которого изменяется от М до W , причем значение задается регистром 4 кода путем записи заданного кода по потенциальным входам счетчика 3, а значение М, - путем подключения выхода дешифратора 5, соответствующего коду MQ, через элементы И 8, ИЛИ 1О и одновибратор 11 к установочному входу регистра кода. Значения кодов N j и N определяют границы изменения случайных временных интервалов и устанавливаются предварительно, так как максимальное число, записываемое в счетчик 3, равно N/2 , счетчик 3 до переполнения не доходит, поэтому его сигнал переполнения не оказывает влия1гае на работу устройства, С приходом сигнала Пуск на второй вход триггера 1 блокируется подача имлульсов с высокочастотного генератора 2 импульсов на вход счетчика 3, и счет чик 3 начинает подсчитывать импульсы, поступающие с периодом цц на его вход с выхода низкочастотного генератора 6 импульсов. Кроме того, блокируется поступление сигналов с выхода деши(|4 атора 5 через элемент И 9 и, соответственно, через первый вход элемента ИЛИ Ю. В момент поступления сигнала Пуск в счетчике находится код,.значения которо-. го случайны и равномерно распределены в диапазоне от 1 до .За счет блокировки сигнала с выхода дешифрато. ра 5 счетчик 3 достигает переполнения. Его сигнал переполнения через элемент ИЛИ 10 и одновибратор 11 поступает на установочный вход регистра 4 кода, вызывая очередную установку счетчика 3 и, кроме того, через в состояние открытый элемент И 7 поступает на пер:вый вход триггера Iv Триггер 1 возвращается в исходное состояние. При этом на вход счетчика 3 начинают поступар сигналы с высокочастотного генерато ра 2. На выходе устройства появляются временные интервалы, имеющие случайную длительность, которая меняется в ди«ц 1а;зоне oT()ZrHv, °(Q., . где К - количество разрадов счетчика 3 - линимальный код, записьшаемый в счетчик 3; Q - максимальный код, записьюаемый в счетчик 3. Для того, чтобы значения длительности временных интервалов были распределены по случайному равномерному закону, частоты генераторов 2 и 6 должны отличаться значительно болыие, чем на порадок, а период поступления сигналов Пуск должен более чем в 2 раза пре- вьшшть период следования импульсов на выходе низкочастотного генератора 6 импульсов. Кроме того, должно соблюдат ся условие О S Ы,( 0 - i, Временная диаграмма, представленная тла фиг. 2, поясняет работу устройства, где / q - число импульсов,- тюступающих в счетчик 3 в прототипе; icf- последовательность импульсов Пуск в прототипе; -. - число импульсов, поступающих в счетчик 3 Б предлагаемом устройстве; 2 - последовательность импульсов Пуск;5 в предлагаемом ух;тройст ве; ; f - вьвсодной сигнал предлагаемого устройства:. В течение интервала в счетчик 3 поступают импульсы из высокочастотного генератора 2, при этом код, записываемый в счетчик 3, изменяется от М ДО (на фиг. 2 а и б, для упрощения дискретное изменение состояния счетчика изобрржено в виде непрерывного сигнала) В момент fc (фиг. 26) приходит импульс Пуск5, при этом в счетчик 3 начинают поступать импульсы из низкочастотного генератора (фиг. 2а) излом пилы в момент t . Интервал времени Т от момента прихода импульса Пуск до мс дента достижения счетчиком 3 состояния К1(2 определяет длительность выходного интервала устройства. Сигнал Т1уск 1О 62.4 может прийти в любой момент времени i при любом состоянии счетчика 3, Момент времени t-, соответствует приходу им- . пульса Пуск сразу после установки счетчика 3 в состояние Н , при этом длительность выходного интервала максимальна и равна () . Мосоответствует прихомент времени ду импульса Пуск тогда, когда счетчик 3 почти достигает состояния , при этом длительность выходного интервала составляет часть периода т.е. находится вблизи нуля. Таким образом, длительность временных интервалов в прототипе изменяется в диапазоне от О до (. )Тнч Д® 1Гиц - период импульсов низкочастотного генератора. В течение интервала времени счетчик 3 подсчитывает импульсы от вьюокочастогаого генератора, при этом код счетчика изменяется от N-j до N . В момент приходит импульс TlycK, при этом на вход счетчика 3 начинают поступать импульсы из низкочастотного генератора. Интервал времени Т от момен:Тй прихода импульса Пуск до момента переполнения счетчика 3 определяет длительность выходного интервала (фиг, 2д), Момент tj соответствует приходу импульса ПускГ в момент устгшсжки счет чика 3 в состояние N,, , при этом длительность выходного интервала ( 4 fc ) максимальна и равна N -j) Сцц. Момент 15 соответствует приходу импульса Пуск в момент, когда счетчик почти достигает состояния N , при этом длительность выходного интервала минимальна и равна (2.-N о.) ТГц ц. Таким о зазом, в отличие от прототипа, в котором длительность выходного интервала, изменяется в диапазоне от О до (Na.-Ni)TH4 в предлагаеьсм устройстве длительность интервала изменяется в диапазоне от (2. 2) Т нч до )4цц , где К - количество разрщюв счетчика, т.е. предлагаемое уст.ройство позволяет {югулировать минимальные и максимальные значения длительности временных интервалов, что соответствует достижению поставленной цели. Предлагаемое устройство обладает более широкими функциональными воз- .можнос ями за счет регулирования I минимальных и максимальных значений длительности временных интервалов в то время как базовый объект позволяет

регулировать только максимальные значения случайных чисел. Возможность изменения границ диапазона значений времениых интервалов позволяет расширить область применения таких устройств для имитации сигналов со случайными napafu метрами в стохастическом моделировании при испытании радиоэлектронной аппаратуры и др.

Экономический эффект от внедрения ; предлагаемого устройства определяется тем, что уменьшается время наладки аппаратуры за счет того, что использу4

ются все значения случайных чисел, задаваемых генератором, и, следовательно, увеличивается экономическая эффективность аппаратуры для сбора, накопления,

5 обработки и регистрации гвдрометерологической информации. При применении аппаратуры для наладки известного устройства используются н:е все значения случайных чисел, задаваемых генератором,

10 .поскольку они изменяются не от N/) до Ь , а от О до N2 - VI . Поэтому время наладки ахшаратуры известным устройством примерно в 2 раза больше, чем время наладки предлагаемым.

ГЕНЕРАТОР ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, включающий триггер, единичный которого является входом генератора, а едяничнь й выход триггера является выходом генератора, соединен с входом низкоча тотного генератора импульсов и первым входом первого элемента И, вюход кот рога соеадаяен с нулеиым входом тригг ра, нулевой выход которого соединен с входом высокочастотного гисератора импульсов, выходы высокочастотного и низкочастотного генераторов имщ льсов соединены соответственно с первым и вторЕым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетаоым входом счетчика, разрядные выходы которого соединены-с соответствукяцими входами дешифратора, а установочные входы счетчика подключены к соотватст вующим выходам регистра кода, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет регулирования диапазона временных интервалов, он содержв г ваюрой элемент И, второй элемент ИЛИ и одновибратор, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и входом регистра кода, нулевой выход триггера соединен с первым. выходом второго элемента И, выход дешифратора соединен с вторым входом второго ;элемента И, выход которого соединен с nejfjBHM входом второго элемента ИЛИ, Ьыход переполнения счетчика соелявен с ;втор1дм входе второго элемента ИЛИ, шеищ которого соедщнен с входом одно- вифатора.

1.

NI

//

f,

г h

/к

/rri/f

тел

t4tsи

2 fff

/nffjr

f /frt