Генератор случайных двоичных цифр Советский патент 1983 года по МПК G06F7/58 

«ib

со со

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использо вано для генерирования случайных цифр при решении задач методом вероятностного моделирования.

Известен первичный генератор случайных двоичных цифр, входящий в состав генератора случайных двоичных цифр и содержащий источник формирования первичного случайного напряжения иВ-триггер D3 .

Недостатком такого генератора является корреляция между последователь но получаемыми случайными цифрами, возникающая вследствие -зависимости величины порога от состояния)-триггера, а также вследствие корреляции в самом первичном случайном напряжении.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является .генератор случайных двоичных цифр, в котором с целью компен1Еации зависимое-, ти порога от состояния)-триггера, между нулевым выходом)-триггера и его)-входом включен резистор обратйой связи 23 .

Недостатком известного генератора является корреляция между последовательно получаемыми цифрами возникающая вследствие корреляции в первичном случайном напряжении.

Цель изобретения - устранение корреляции между последовательно получаемыми первичными случайными двоичными цифрами, что повышает точность генератора.

Эта цель достигается тем, что в генератор случайных двоичных цифр, содержащий источник случайного напряжения, первый)-триггер, введен второй D -триггер и сумматор, первый вход которого соединен с выходом источника случайного напряжения иЮ-входом BtoporolD-триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с D-входом первого)-триггера, единичный выход которого является выходом генератора, а вход Опрос генератора соединен с синхронизирующими входами первого и второгор -триггеров.

На чертеже представлена структурная схема генератора случайных двоичных цифр.

Генератор содержит источник 1 случайного напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора 2 иТ5-входом1)-триггера 3. Нулевой выходВ-триггера 3 соединен с вторым входом сумматора 2, а выход сумматора 2 соединен cD-входом основного D-триггера , выход которого являет5 ся выходом генератора. Синхронизирующие (управляющие) входыt -триггеров 3 . и 4 объединены между собой и .подключены к входу Опрос генератора.. Генератор работает следующим об0 разом.

Источник. 1 случайного напряжения выдает на своем выходе флуктуирующий потенциал, имеющий равновероятные по знаку отклонения от порога) -трйгге5 ров 3 и . Это случайное напряжение поступает наВ-входВ-триггера 3 и на первый вход сумматора 2, на второй вход которого поступает напряжение с нулевого выходаБ -тригг эра 3

0 В сумматоре 2 происходит сложение (с некоторыми весами) входных потенциалов. Флуктуирующий потенциал с выхода сумматора 2 поступает на . В-вход1)-триггера .

5 ; ; .. ,:

с приходом сигнала опроса на синхронизирующий Вход )-триггера послед НИИ устанавливается в состояние если напряжение HaD.-входе выше порога, или в .coctoяниe ноль, если напряжение наР-входе ниже порога.

Вследствие корреляции мгновенных значений флуктуирующего потенциала, соответствующих двум последовательным моментам времени появления си|- налов опроса, условное математическое ожидание флуктуирующего потенциала к моменту второго опроса отличается от безусловного. Если, например, к моменту первого опроса флуктуирующий потенциал выше порога, вследствие чего)-триггеры ЗиЛ устанавливаются в состояние V, то к моменту второго опроса условное математическое ожидание флуктуирующего потенциала также выше, порога. В сумматоре 2 флуктуирующий потенциал суммируется с низким потенциалом нулевого выходаО-триггера 3t в результате чего на1 -вход основного), -триггера k поступает, случайное напряжение, условное математическое ожидание которого совпадает с порогом, вследствие чего условные вероятности 1 и О на выходе основного

D-триггера 4 оказываются одиН|аковыми. J04HO так же, если дополнительный В-триггер 3 устанавливается в О, то высокий потенциал его нулевого вы3ld4990i4

хода компенсирует к моменту опроса по-Применение дополнительного)-тригнижение условного математического ожи-гера 3 и сумматора 2 повышает томданин на)-входе основного)-тригге-ность при формировании случайных нура , а результате чего ноль и,лей и единиц.

единица на его выходе оказы- 5Другим положительным эффекторм устваются равновероятными независи-|ранения корреляции является возможмо от значения предшествующейность повышения быстродействия за счет

цифры.возмок ности повышения частоты опроса.

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ДВОИЧНЫХ ЦИФР, содержащий источник случайного напряжения, первыйD-триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит второйD-триггер и сумматор, первый вход которого соединен с выходом источника случайного напряжения иВ-входом второго)-триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с 0-входом первого)-триггера, единичг ный выход -которого является выходом генератора, а вход Опрос генератора соединен с синхронизирующими входами первого и второгоD-триггеров.S