Генератор случайных сигналов Советский патент 1984 года по МПК H03B29/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно: к вычислительным устройствам, моделирующим случайные процессы, и может быть использовано в статистическом моделировании.

Известен генератор шума, содержащий последовательно соединенные источник шума, видеоусилитель, ключ с элементом запоминания и перестраиваемый генератор линейно-изменяющегося напряжения, выход которого подключен к входу выходнЬго усилителя мощности и через формирователь импульсов - к управляющему входу ключа с элементом запоминания L1.

Однако известный генератор шума не позволяет генерировать случайную последовательность импульсов с Импульсами, стоящими на регулярных временных позициях и не позволяет изменять вероятностные параметры генерируемого случайного процесса.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является гене ратор случайных сигналов, содержащий генератор шума, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент регулируемой задержки, элемент И и выходной Т -триггер, а также сумматор, один вход которого подключен к выходу генератора шума, другой вход - к выходу источника управляющего напряжения, а выход - к управляккдему входу элемента регулируемой задержки, выход которого подключен также, к одному входу элемента НЕ, выход которого подключен к другому входу выходного D-триггера, при этом другие входы элемента И и элемента НЕ объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов 12.

Однако, в данном генераторе случайных сигналов вероятность события может задаваться с ограниченной точностью.

Цель изобретения - повьшение точности формирования случайных сигналов с заданным распределением вероят ностей.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных сигна лов, содержащий генератор шума,

последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент регулируемой задержки и элемент И, а также выходнойD-триггер, введень

последовательно соединенные запоминающий блок, вход которого подключен к выходу генератора шума, компаратор и первый RS-триггер, выход которого подключен к другому входу элемента И, последовательно соединенные элемент постоянной задержки и второй RS-триггер, счетныт вход которого подключен к выходу элемента И, а выход - к Т)-входу выходного Т -триггера, а также введен генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к другому входу компаратора, при этом входы генератора линейно изменяющегося напряжения, элемента постоянной задержки счетный вход первого RS-триггера и вход синхронизации выходного Э -триггера объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов .

Ца фиг. 1 представлена структурная электргмеская схема предлагаемого генератора случайных сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Генератор случайных сигналов со держит генератор шума 1, запоминающий блок 2, компаратор 3, генератор 4 тактовых импульсов, генератор 5 линейно изменяйщегося напряжения, первьй 6 RS-триггер, элемент И 7, элемент регупируемой задержки 8, элемент постоянной задержки 9, второй RS-триггер 10 и выходной D-триггер 11.

Генератор случайных сигналов работает следующим образом.

В момент времени появления импульса на выходе генератора 4 тактовых импульсов (фиг.2Й), в запоминающем блоке 2 запоминается значение напряжения (фиг.21), соответствующее в этот момент времени мгновенному значению напряжения на выходе генератора шума 1 (фиг,2 а). Одновременно запускается генератор 5 линейно изменяющегося напряжения и устанавливается в единичное состояние первый 6 RS-триггер. В момент равенства напряжений на выходе генератора 5 линейно изменяющегося напряжения (фиг.2 q) и запоминающего блока 2 (фиг. 2 1 ) сработает компаратор 3 (фяг.2е) и первый 6 P.S-триггер установится в нулевое состояние, одновременно в исходное состояние 3 .устанавливается генератор 5 линейно изменяющегося напряжения. Таким образом, на выходе первого 6 R5 -триггера будет появляться импульс (фиг.2), длительность которого является случайной величиной равномерно распределенной в интервале времени (С-Т), так как выборка из реализации случайного процесса генератора шума 1 равномерно распределяется в некотором интервале напряжений. Если импульс, задержанный элементом регулируемой задержки 8 (фиг. 2 b ), появится раньше чем .(первый 6 Rb -триггер установится в нуле вое состояние, то через элемент И 7 (фиг.2 ) второй 10 RS-триггер уста новится в единичное состояние. В момент появления импульса на выходе генератора 4 тактовых импуль сов (фиг.25) по переднему фронту этого импульса в выходной 15-триггер 11 заносится содержимое второго 10 RS-триггера (фиг.2к), которое че244рез время, необходимое для записи в выходнойЪ-триггер 11 тем же импульсом через элемент постоянной задержки 9 (фиг.2й) установится в нуле.бое состояние. Таким образом, в моменты появления импульсов на выходе генератора 4 тактовых импульс-ов на выходе выходного С-триггера 11 будут появляться логические О и 1 (фиг.2Л)( имеющие длительность Т и вероятности появления, определяемые соотношениями меяоду периодом Т-генерации импульсов генератором 4 тактовых импульсов и временем задержки at элемента регулируемой задержки 8. Технико-экономический эффект заключается в повьш1ении точности формирования случайных сигналов с заданным распределением вероятностей и возможности регулирования параметров случайного процесса (вероятности появления логических О н 1) простыми способами.

.хД/ЧлГ / / Л

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий генератор шума, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент регулируемой задержки и элемент И, а также выходной В-триггер, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности формирования случайных сигналов с заданным распределением вероятностей, в него введены последовательно соединенные запоминающий блок, вход которого подключен к выходу генератора шума, компаратор и первый RS-триггер, выход которого подключен к другому входу элемента И, последовательно соеданенные элемент постоянной задержки и второй RS-триггер, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а выход - кЪ-входу выходногоD-триггера, а также введен генератор линейно изменяюш;егося напряжения , выход которого подкдюче,н к другому входу компаратора, при этом входы генератора линейно изменяющегося напряжения, элемента постоянной задержки, счетный вход первого RS -триггера и вход синхронизации выходного 1) -триггера объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов.

о л I