Генератор случайного потока чисел Советский патент 1985 года по МПК G06F7/58 

111 Изоб.ретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в устройствах, осущест вляющих аппаратурный синтез моделей узкополосных случайных процессов с законом распределения амплитуд близким к нормальному. По основному авт.св. f 1137466 известен генератор случайного потока чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, вход которого подключен к входу датчика первичного потока случайных чисел, к стробирующему входу регистра сдвига и к стробирующему входу реверсивного счетчика через элемент И, регистр сдвига, входом подключенный к выходу датчика первичного потока случайных чисел, к входу реверсирования реверсивного счетчика, к первому входу сумматора по модулю два, второ вход которого подключен к К-выходу регистра сдвига, а выход к второму входу элемента И через элемент ИЛИ и к первому входу дешифра ора, остальные входы которого подключенык 1. ,,..К-1 выходам регистра сдвига, а выход - к входу управления реверсив ного счетчика и к второму входу элемента ИЛИ С1 . Недостатком известного генератора является наличие только одного потока чисел. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генерато ра за счет получения второго потока чисел и обеспечения ортогональности формируемых потоков чисел. Поставленная цель достигается тем что генератор дополнительно содержи второй суматор по модулю два, элемент НЕ, второй элемент И, второй элемент ИЛИ ,и второй реверсивный счетчик, вход управления направлением счета которого подключен к выходу К/Z-roj 1 азряда регистра сдвига ( k- число разрядов регистра сдвига и соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, второй вход которого объединен с первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого через элемент НЕ соединен с первым входом второго эл мента И, второй и третий входы кото рого подключены соответственно к вы ходу второго сумматора по модулю дв и выходу генератора тактовых импуль сов , выход дешифратора соединен со входом управления записью второго реверсивного счетчика, информационный вход которого является входом зада- ния параметров второго потока чисел генератора, выход второго элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго реверсивного счетчика, выход которого является выходом второго потока чиселг генератора. На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 - диаграмма работы генератора. Генератор содержит регистр 1 сдвига, датчик 2 У1ервичного потока случайных чисел, сумматоры 3 и 4 по модулю два, реверсивные счетчики 5 и 6, дешифратор 7, элемент 8 ИЛИ, элемент 9 НЕ, элемент 10 И, генератор 1 тактовых импульсов, триггер 12, элемент 13 ИЛИ, элемент 14И, выходы 15 и 16. Генератор работает следующим образом. Генератор 11 формирует последовательность импульсов с периодом следования, равным У/2. Триггер 12 делит частоту следования импульсов с генератора 11 пополам. Датчик первичного потока случайных чисел формирует синхронно с импульсами на выходе триггера .12 случайный поток x{rit), принимающий в дискретные моменты времени, кратные t , значения О и 1. Синхронно с датчиком 2 работает К разрядный регистр 1 сдвига, осуществляющий сдвиг потока на интервал fj 1 -t , где i 0 1 , Г порядко-1вый номер выхода регистра. В момент действия нуля на выходе реверсирования счетчика 5 {6)и при наличии счетного импульса на его стробирующем входе состояние счетчика уменьшается на единицу, а при действии единицы - увеличивается на единицу. ЕСли.же на входе управления счетчиком 5 (6) действует единица, то он переходит в режим переписи двоичного числа с входов установки по стробирующему импульсу. В случае , когда на выходе сумма- . тора 3 нулевой потенциал, свидетельствующий о сохранении суммы в счетчик , блокируется элемент И 14 для Прохождения импульсов с триггера 12 и на счетчики 5 и 6 не поступает счетный импульс. При определённом

состоянии регистра 1 открывается элемент И 10, так как выход элемента 9 НЕ и сумматора 4 соответствует единице (см. фиг. 2)и на вход счетчика 6 поступают импульсы с удвоенной частотой, при этом за время V состояние счетчика изменяется на две единицы.

Для установки первоначальной суммы используется дешифратор 7. Когда состояние 0,1...,К-1 выходов регистра соответствует настройке дешифратора 7, то,с выхода дешифратора 7 на входы управления счетчиков 5 и 6 поступает единица, переключающая их в режим переписи и синхронно с импульсом, пришедшим с триггера 12 через элементы И I4 и ИЛИ 13 записывается состояние на выходах 15 и 16, которое адекватно сумме всех значеНИИ выходов регистра. В простейшем случа е дешифратором может быть К входовой логический элемент И, тогда на выходах 15 должно быть установлено число k/2, а на входах 16 - нулевое.

Таким образом, на выходе счетчика 5 формируется случайный поток чисел

с четной симметрией UCnf), а на выходе счетчика 6 с нечетной симметрией спектра V(nr), т.е. предлагаемый генератор случайного потока чисел, обеспечивая нормальный закон распределения, формирует два случайных ортогональных потока чисел.

Используемый в аппаратуре контроля генератор, основанный на принципе фильтрации шума аналоговыми ортого нальными фильтрами и являющийся базовым объектом, обеспечивает на выходе случайные процессы с нормальным распределением, но имеет сильную зависимость статистических характеристик процесса от воздействия дестабилизирующих факторов, что ограничи- вает его область применения.

По сравнению с базовым объектом предлагаемый генератор позволит синтезировать случайные ортогональные процессы с устойчивыми статисГическими

характеристиками, не зависящими от дестабилизирующих факторов. Установка предлагаемо.го генератора в контрольно-проверочной аппаратуре обеспечивает более достоверный и точный контроль выпускаемых изделий.

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА ЧИСЕЛ по авт.ев № 1053106, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет обеспечения ортогональности формируемых потоков чисел, он содержит второй сумматор по модулю два, элемент НЕ, второй элемент И, второй элемент ИЛИ и второй реверсивный счетчик, вход управления направлением счета которого подключен к выходу k/2-го разряда регистра сдвига (К - число разрядов регистра сдвига ( и соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, второй вход которого объединен с первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого через элемент НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу второго сумматора по модулю два и выходу генератора тактовых импульсов, выход дешифратора соединен со входом управления записью второго реверсивного счетчика, информационный вход которого является входом задания параметров второго потока чисел генератора, выход второго элемента-И соединен с первым входом второго элемента (Л ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго реверсивного счетчика, выход которого является выходом второго потока чисел генератора. оо 4 0д а

/ 7 /r j-|j- jnu ij-Tj

Риг.г