Генератор случайного потока импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K3/84 G06F7/58 

2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что равновероятностный двухполюсник содержит высокочастотный генератор импульсов, триггер и два элемента И, информационные входы которых объединены и являются входом равновероятностного двухполюсника, выход высокочастотного генератора соединеннее счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и второго элементов И, выходы которых являются первым и вторым выходами равновероятностного двухполюсника.

1. ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА ИМПУЛЬСОВ, содержащий источник пуассоновского потока импульсов и последовательно соединенные элемент задержки, счетчик импульсов, дешифратор, блок элементов И, многовхоГ,овый элемент ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с входом стробирования дешифратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы генератора, в него введены равновероятностГ ный двухполюсник, первый делитель частоты, последовательно соединенные генератор импульсов, второй делитель частоты и элемент И, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, многовходовой элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычита1ощий вход которого через первый делитель частоты подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, причем выход источника пуассоновского потока подключен к входу равновероятно- стного двухполюсника, первый выход которого соединен с входом элемен(Л та задержки, а второй подключен к с счетному входу счетчика импульсов, при этом вторые входы блока элементов И соединены с выходами реверсивного счетчика. со СП оо СУ CD

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в вычислительной технике при решении задач аппаратурного вероятностного моделирования. Известен генератор случайного по тока импульсов, содержащий управляе мый генератор пуассоновского потока импульсов, выход которого через упр ляемый делитель частоты соединен с первым входом блока сравнения часто .второй вход которого соединен с вхо дом генератора опорных сигналов, а выход через блок управления - с управляю1цим входом генератора потока случайных импульсов tl Недостатками этого генератора являются конструктивная сложность, связанная с применением в нем элементов аналоговой техники, и невысо кая точность установки интенсивности выходного потока из-за нелинейно зависимости интенсивности управляем го генератора от уровня отсечки UQ шумовых выбросов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является генератор случайного потЬка импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, счетчик импульсов, разрядные выходы которого соединены с соответствующими разрядными входами дешифраторюв, управляющий вход которого через элемент задержки соединен с входом Сброс счетчика импульсов, а выходы - с соответствующими входами блока элементов И, вьгходы которых соединены соответственно с входами многовходного элемента ИЛИ .2 . Данный генератор обеспечивает циф ровое управление интенсивностью пуас соновского потока импульсов. Однако точность его работы невелика из-за отсутствия в. нем стабилизации интенсивности выходного потока импульсов. Цель изобретения - повьшение точности работы генератора за счет стабилизации интенсивности выходного потока импульсов. Для достижения поставленной цели в генератор случайного потока импульсов, содержапщй источник пуассоновского потока импульсов и последовательно соединенные элемент задержки, счетчик импульсов, дешифратор, блок элементов И, многовходовый элемент ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с входом стробирования дешифратора, введены равновероятностный двухполюсник, первый делитель частоты, последовательно соединенные генератор импульсов, второй делитель частоты и элемент И, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, многовходовой элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого через первый делитель частоты подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, причем выход источника пуассоновского потока подключен к входу paвнoвepoяtнocтнoгo двухполюсника, первый выход которого соединен с входом элемента задержки, а второй выход подключен к счетному входу счетчика импульсов, при этом вторые входы блока элементов И соединены с выходами реверсивного счетчика, а также тем, что равновероятностный двухполюсник содержит высокочастотный генератор импульсов, триггер и два элемента И, информационные входы которых объединены и являются , входом равновероятностного двухполюсника, выход высокочастотного генератора соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого.и вт рого элементов И, вьпсоды Которых яв ляются первым и вторым выходами равновероятностного двухполюсника4 На чертеже приведена структурная схема генератора. Генератор случайного потцка импульсов содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, равновероятностный двухполюсник 2, элемент 3 задержки, счетчик 4 импульсов, де шифратор 5, блок 6 элементов И, многовходовой элемент 7 ИЛИ, многовходовой:элемент 8 И, элемент 9 НЕ, реверсивньй счетчик 10, элемент 11 И, делители 12, 13 частоты и. генератор 14 импульсов. При этом выход источника 1 соединен с входом двухполюсника 2, выходы которого соединены соответственно со счетным входом непосредственно и через элемент 3 задержки - с входом Сброс счетчика 4, разрядные выходы которо го соединены с соответствуюпцтми раз рядными входами дешифратора 5, управляющий вход которого соединён с входом элемента 3 задержки, а раз рядные выходы - с соответствующими входами блока 6 элементов И, выходы которых соединены соответственно с. входами многовходового элемента 7 ИЛИ, выход которого является выходом генератора, выход которого через первый делитель 13 часто-ты соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 10, единичные разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам блока б элементов И и соответственно к входам многовходового элемента 8 И, выход которого через элемент 9 НЕ соединен с вторым входом элемента 11 И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчики 10 а первый вход соединен с выходом второго делителя 12 частоты, вход .. которого соединен с выходом генератора 14 импульсов. Кроме того, равновероятностный. двухполюсник 2 содержит высокочастотный генератор 15, выход которого соединен со счетным входом триггера 1 16, прямой и инверсный выходы котоого соединены соответственно с вхоами элементов 17, 18 И, другие которых объединены и образуют : вход, а выходы элементов 17, 18 И являются выходами двухполюсника 2, Генератор работает следующим образом. С помощью равновероятностного двухполюсника 2. пуассоновский поток импульсов источника 1 интенсивностью Ло paз 5eляeтcя на два независимых пуассоновских потока с равной интенсивностью Л-1 Л2 этой цели частота переключений триггера 16, равная частоте f генератора 15, устанавливается на один поря Q ИСТОЧНИдок вьше интенсивности ка 1 Далее поток импульсов интенсивностью 0/ разделяется -на выходах дешифратора 5 на m потоков, интенсивности которых образуют двоичновзвешенный числовой ряд ,PV 1 00 - t о Д;.- Р --2--2 Сигналы на управляющих входах блока 6 элементов И принимают значения а; (0,l. При а , О запрещается прохождение иьшульсов i-ro потока через j-й элемент К блока 6. Тогда для некоторого i-ro сочетания значений сигналов aj, вероятность прохождения имнульса на выход многовходового элемента 7 ИЛИ равна 1 3 а плотность соответствующего выходного потока m д «цГ-Г 8ЫХ 2 где X - значение дво1гчного кода, находящегося в реверсивном счетчике 10, представленного в виде двоичной правильной, дроби О X 1.. .Будем полагать в момент t О состояние X счетчика 10 равным .) . Импульсы генератора 14 F через делитель 12 частоты с коэффициентом деления k 1, 2, 3, ..., и открытый элемент 11 И повышают текущее состояние x(t) реверсивного счетчика 10. В соответствии с возрастаю. щим значением кода x(t) на выходе элемента 7 ШШ возрастает интенсивность выходного потока Импульсы выходного потока через делитель. 13 частоты с коэффициентом деления k 1, 2, 3, ..., поступайт на вычитакяций вход реверсивного счетчика 10. До( При обеспечении условия F0 в рассматриваемой следящей системе установится динамическое равновесие между частотой импульсов на суммирующем и вычитающем входах реверсив ного счетчика 10. т.е. ДрЩхи) W k. Поскольку частота Fp генератора 14 является опорной и неизменяющейся во времени, то интенсивность выходного потока импульсов также постоянна во времени и равна .( . -F consi, Изменение интенсивности источника 1 приводит к изменению со .тояния x(t) реверсивного счетчика 10, не изменяя интеНсивности выходного потока. Для повышения надежности работы генератора путём исключения случай-, ных переполнений счетчика 10 по входу (+) введены многовходовый элемент 8 И и элемент 9 НЕ, формирующие сигнал запрета на прохождение потока импульсов генератора 14 через элемент 11 И. Постоянная времени Тд стабилизирующей цепи генератора определяется , интенсивностью источника 1, емкостью 2 реверсивного счетчика 10 .и коэффициентом k деления делителя 13 частоты, включенного в цепь отрицательной обратной связи Помимо изменения постоянной времени TO стабилизирующей цепи генератора ,( делитель 13 частоть совместно с делителем 12 обеспечивает задание различных в соответствии с формулой (7) интенсивностей выходного потока при неизменном значении частоты FJ, генератора 14, Таким образом, данный генератор по сравнению с известным позволяет получать пуассоновские потоки импульсов со стабильной интенсивностью, что обеспечивает повышение точности вероятностного моделирования, реализуемого с помощью аппаратурных моделей, функционирующих в реальном масштабе времени.