Двухканальный генератор случайных процессов Советский патент 1983 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислите льной технике и предназначено для моделирования дискретного векторного случайного процесса с регулируемой двумерной плотностью вероятности. Известен генератор случайного про цесса с двумерным распределителем содержащий датчик случайных чисел, функциональные преобразователи, умно жители, блок сравнения, ключи, блок развертки 1 . Однако этот генератор не позволяет получать векторные случайные процессы. Наиболее близким техническим реше нйем к изобретению является генера тор случайного процесса, содержащий нелинейные функциональные преобразователи, блок памяти, источник шума, ключи, схему сравнения 2 , Недостатком известного генератора является невозможность получить двухканальный случайный процесс с за данными статистическими связями. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения дву.мерности случайного процесса. Поставленная цель достигается тем что в двухканальный генератор случайных процессов, содержащий первый блок источников шума, два ключа,два блока масштабирования, три нелинейных функциональных преобразователя, первую схему сравнения, группа выходов первого блока масштабирования соединена с группой управляющих входов первого нелинейного, функционального преобразователя соответстве но, группа выходов второго блока мас табирования соединена с группой управляющих входов второго не линейного функционал ьно ;р гюеоб.разователя соответственно, введены вторая и третья схемы сравнения, элемент И, второй блок источников шума, три компаратора и. третий блок масштабирования, группа выходов кото рого соединена с группой управляющих входов третьего нелинейного функционального преобразователя соответственно,первый выход первого блока источников шума соединен с информацион ными входами первого и третьего нели нейных функциональных преобразователей и первого ключа, выход которого является первым выходом генератора и соединен ;с входом первого компаратора, группа выходов которого соединен с группой информационных входов первого блока масштабирования соответственно, второй выход первого блока ист точников шума соединен с входом второго компаратора и с информационными входами второго нелинейного функционального преобразователя и второго ключа, выход которого является вторым выходом генератора и соединен с входом третьего компаратора, группа выходов которого соединена с группой информационных входов второго блока масштабирования соответственно, группа выходов второго компаратора соединена с группой информационных входов третьего блока-масштабирования соответственно, выходы первого, второго и третьего нелинейных функциональных преобразователей соединены с первыми входами соответственно первой; второй и третьей схем сравнения, вторые входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам второго блока источников шума, а выходы первой, второй и третьей схем сравнения соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента И, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго.ключей. На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 - графическая интерпретация процесса формирования случайного сигнала. Генератор содержит первый блок 1 источников шума, три нелинейных функциональных преобразователя 2-1, 2-2 и 2-3, два ключа 3-1 и 3-2, три компаратора 4-1, f-2 и А-3, три блока масштабирования 5-1, 5-2 и 5-3, три схемы 6-1 , 6-2 и 6-3 сравнения, второй блок 7 источников шума, элемент И 8. В качестве нелинейных функциональных преобразователей 2-1, 2-:2 и 2-3 применены преобразователи Политрон, которые реализуют зависимость I U(l),(x,P)u(x,P)dX, де U(t) - выходной сигнал; п - число управляющих вхрдов преобразователя; W - передаточная функция для. i-ro управляющего входа преобразователя; Р - оператор преобразователя Лапласа; преобразование Лапласа входной функции; область определения функций Ц (ДХ, Х,Р) и 0(У,Р)) входной сигнал. Подробное описание нелинейных функциональных преобразователей типй Политрон приведено в Блоки 1,2-1,3-1,4-1,5-1,6-1,7 ге нератора предназначены для обеспече ния двумерной плотностиW,(X, X У) п цесса в первом канале, блоки 1,2-2, 3-2,«-2,5-2,6-2,7 - для обеспечения двумерной плотности W ( X J процесса во втором канале . Совокупч ность блоков 1,2-3,3-1,3-2,4-3,5-3, . 6-3,7 - для задания взаимной двумерной плотности процессов в обоих, каналах Ч( Х,,)Каждая из перечисленных совокупно стей блоков осуществляет проверку дв мерного неравенства Неймана для формирования текущего мгновенного значения процесса в канале. Генаратор работает следующим образом. Предварительно в блоках 5 памяти выставляется соответствующее значени двумерной плотности вероятности по сечениям одного из параметров - в блоке памяти 5-1-сече.ние по параметру Xj функции W(X,,), в блоке 5-2 - сечение по параметру X j функции /(х,Х V), в блоке 5-3 - се-, чение по параметру-х функции WiMj). Работа генератора начинается одновременным пуском двух блоков 1 и 7 источников первичного шума, работающих синхронно, С первого выхода блока 1 источников шума величина X, (для i 1) поступает на вход первого нелинейного функционального преобразователя, с выхода которого будет снята вели чина W( xj, Xj,) и поступает на , первый вход схемы 6-1 сравнения, на второй вход которой от второго блока 7 источников шума поступает ве личина Y Схема 6-1 сравнения проверяет неравенствоw,(x°, Если это неравенство выполняется-,с выхода схемы 6-1 поступает сигнал на первый вход элемента И 8. Одновременно осущёстеляется подача величины Х на второй нелинейный 1 24 функциональный преобразователь 2-2, с выхода которого снимается величи на(Х,Х2) и сравнивается в схеMe 6-2 сравнения с величиной Vl от блока 7. Если выполняется неравенство (, то на второй вход элемента И 8 поступает сигнал со схемы 6-2 сравнения. В то же время, величина X ij поступает на вход компаратора ,осуществляя подключение к управляющим входам преобразователя 2-3 того ряда потенциометров, где выставлено сечение , Х2) Поскольку на. входе преобразователя 2-3 величина Xj с выхода его на вход схемы 6-3 сравнения будет подана величина W ( Х, Х 2 ) , а ..-.-. V -.ppl gy на второй tj от блока 7. полнении неравенства w(;,l с выхода схемы 6-3 сравнения на третий вход элемента И 8 поступает Сигнал. Поскольку присутствуют сигналы на всех входах элемента И 8, с его выхода поступает сигнал, открывающий ключи 3-1 и . Величины Х и Х поступают на выходы, как первые значения процессов в каналах и одновременно на входы первого и второго компараторов j-1 и 4-2, осуществляя для блоков 5-1 и 5-2 памяти выбор сечений W,(Xi, X г) и(xj, i,). Начинается формирование следующих значений процессов X(t) и X{t) 1и Х.. Ьсли хоть одно из неравенств (()-(3) не выполнено, т.е. на вход элемента И 8 не подано Одновременно три сигналя, ключи 3 остаются закрытыми, на выходе устройства ничего нет, также как и на входах компараторов 4-1 и 4-2, т.е. первоначально выставленные сечения плотностей (XJ,(xi,X 7) остаются неизменными и для них повторяется проверка неравенства (1)-(3) для новых значений Х.,Хг от блока 1. Таким образом, в каждый момент времени генератор осуществляет проерку системы неравенств w.txi. 2(Х,) .xi) Если система С) выполняется, величины Xj.X берутся за 1-ые значения случайных процессов X;,(t) и X(t) (фиг. 2). Если хоть одно из перавенств системы С) не выполняется, величины Х,Х2 не фиксируются и проигсходит проверка сист мы {k) для новых значений х|, 2 Предлагаемое устройство позволяет i моделировать случайные процессы в двух каналах, заданных двумерной плотностью каждого из процессов и взаимной двумерной плотностью, в то время как известные дают возможность обеспече ния связи между каналами только в рамках корреляционной теории.

i/(X,,Xj)

.

1 - г

W Xt

ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содержащий первь«й блок источников-шума, два ключа, два блока масштабирования, три нелинейных функциональных преобразователя, первую схему сравнения, группа ew ходов первого блока масштабирования соединена с группой управляющих входов первого нелинейного функционального преобразователя соответственно, группа выходов второго блока масштабирования соединена с группой управляющих входов второго нелинейного функционального преобразователя соответственно, о т л и ч а ющ и и с я тем, 4ToJ с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет обеспечения двумер- . нести случайного процесса, он содержит вторую и третью схемы сравнения, элемент И, второй блок источников шума, три компаратора и третий блок масштабирования, группа выходов которого соединена с группой управляющих входов третьего нелинейного функционального преобразователя соответственно, первый выход первого блока источников шума соединен с информационными входами пэрвого и третьего нелинейных функциональных преобразователей и первого ключа, выход которого является первым выходом генератора и соединен с входом первого компаратора, группа выходов которого соединена с группой информационных входов первого блока масштабирования соответственно, второй выход первого блока и источников шума соединен с входом второго компаратора и с инQ S формационными входами второго нелинейного функционального преобразовате(Л ля и второго ключа, выход которого является вторым выходом генератора и соединен с входом третьего компаратора, группа выходов которого соединена с группой информационных входов второго блока масштабирования о соответственно, группа выходов второ го компаратора соединена с группой ин4 формационных входов третьего блока масштабирования соответственно,выО ходы первого, второго и третьего нелинейных .функциональных преобразователей соединены с первыми входами соответственно первой, второй и третьей схем сравнения, вторые входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему вы- : ходам второго блока источников шума, а выходы первой, второй и третьей схем сравнения соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента И, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей.