Генератор квазипуассоновского импульсного потока Советский патент 1985 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет генерирования пуассоновского потока с заданными и тенсивностью и амплитудным распреде лением импульсов. На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора квазипуассоновского импульсного потока; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы, на фиг. 3 - функциональная схема генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел; на фиг. 4 - то же, преобразователя напряжение-частота. Генератор квазипуассоновского им пульсного потока (фиг. 1) содержит последовательно соединенные генератор 1 псевдослучайных равномерно распределенных чисел, запоминающее устройство 2 и схему 3 сравнения, первый цифроаналоговый преобразователь 4, элемент И-НЕ 5, соединенный с входом одновибратора 6, выход кот рого соединен.с входом управляемого ключа 7, преобразователь 8 напряжение-частота, выход которого соединен с входом генератора 1 псевдослу чайных равномерно распределенных чисел и входом элемента 9 задержки, и генератор 10 импульсов, выход которого соединен с входом реверсивного счетчика 11. Выходы счетчика 1 подключены к входам второго цифроаналогового преобразователя 12, выход которого соединен с входом пр образователя 8 напряжение-частота. Группа выходов блока 1 подключена к входам первого цифроаналогового преобразователя 4, выход которого соединен с управляемым ключом 7. Дв другие группы выходов блока 1 подкл чены к соответствующим группам входов элемента И-НЕ 5 и схемы 3 сравнения, выход которой соединен с соответствующим входом элемента И-НЕ 5, другой вход которого подключен к выходу элемента 9 задержки, выход элемента И-НЕ 5 соединен с соответствующим входом реверсивного счетчика 11. Генератор 1 псевдослучайных равномерно распределенных чисел (фиг.З содержит два генератора М-последова тельностей (регистр 13 сдвига с элементом ИЛИ-НЕ 14, сумматором 15 по модулю два и элементом ИЛИ 1Ь в цепи обратной связи и регистр 17 сдвига с элементом ИЛИ-НЕ 18, сумматором 19 по модулю два и элементом ИЛИ 20 в цепи обратной связи), сигналы с соответствующих выходов которых объединяются на сумматорах 21 по модулю два. Преобразователь 8 напряжение-частота (фиг. 4) содержит последовательно соединенные токозадающий резистор 22, операционный усилитель 23 с интегрирующим конденсатором 24 и управляемым ключом 25 в цепи обратной связи, компаратор 26, одновибраторы 27 и 28, выход первого из которых соединен с входом управляемого ключа 25. Второй вход компаратора соединен с выходом источника 29 опорного напряжения. Генератор квазипуассоновского импульсного потока (фиг. 1) работает следующим образом. Импульс с выхода преобразователя 8 напряжение-частота (фиг. 2 «) осуществляет переключение генератора 1 псевдослучайных равномерно распределенных чисел в очередное состояние. На выходах генератора 1 появляется новое число, определяющее адрес запоминающего устройства 2, по которому из него считывается очередное число. Это число поступает н.а схему 3 сравнения, на другие входы которой подается число с другой группы выходов генератора 1. Если число с выхода запоминающего устройства 2 больше числа с выходов генератора 1, то на выходе схемы 3 сравнения появляется потенциал логической единицы (фиг. 2 в). Указанное число одновременно показывает входы запоминающего устройства 2 и на входы первого цифроаналогового преобразователя 4. Задержанный элементом 9 задержки (на время окончания переходных процессов в схеме 3 сравнения и цифроаналоговом преобразователе 4) импульс с выхода преобразователя 8 напряжение-частота поступает на вход элемента И-НЕ 5 (фиг. 2 ). Если на выходах генератора Т, соединенньпс с элементом И-НЕ 5, в это время присутствует потенциал логической единицы (интервалы времени, в течение которых последнее событие осуществляется, на диаграмме фиг. 2 г условно заштрихованы), а на выходе

схемы 3 сравнения-потенциал логической единицы, то на выходе элемента И-НЕ 5 возникает отрицательный импульс, который запускает одновибратор 6, Последний генерирует импульс требуемой длительности и переключает на это время ключ 7. В результате на выходе устройства возникает импульс с соответствующей амплитудой, определяемой цифроаналоговым преобразователем 4 (фиг. 2 Э )

Вероятность появления на выходе .устройства импульса с соответствующей амплитудой в очередном такте определяется как .iP2P , где р с2 - вероятность появления адреса А на выходе генератора .1, p.tC(/4) 2 - вероятность события что число на выходах генератора 1 : меньше числа на выходах запоминающего устройства 2; - вероятность одновременного появления единиц на выходах (t + f+1... 1с + -«-5 генератора 1, соединенных с элементом И-НЕ 5. Тогда

Р-Г .ЧА1,

Т.е. амплитудное распределение генерируемых импульсов с точностью до постоянного множителя пропорционально записанному в запоминающем устройстве 2 распределению чисел С по адресам АИнтенсивность п следования импульсов иа выходе устройства определяется произведением nrf, где р - частота следования выходных импульсов преобразователя 8 напряжение-частота, а q - вероят1954324

ность появления в очередном такте

на выходе устройства импульса .соответствующей амплитуды. Можно показать, что

-Ck+e s y , . - С(.Л) ,

, откуда 2-1

-ЧГ(,.,ч.Г-о,

где С - среднее значение чисел,

записанных в запоминающее устройство.

Поскольку максимальное значение 15 величин С(А)„ , то

«-5.s

i 2

2

т.е.соответствую1цим выборам значения 5 можно задать максимальную степень отличия генерируемого потока от пуассоновского.

Генератор 10 импульсов, реверсивный счетчик 1t, второй цифроаналоговый преобразователь 12 и преобразователь 8 напряжение - частота обеспечивают требуемую интенсивность потока импульсов на выходе устройства.

Реверсивный счетчик 11 осуществляет сравнение интенсивности выходного импульсного потока устройства с частотой генератора 10 импульсов. Двоичное число на выходах реверсивного счетчика 11 преобразуется вторым цифроаналоговым преобразователям 12 в напряжение, которое управляет частотой следования выходных импульсов преобразователя 8

напряжение-частота.

ФЦЗ, 1

Фив. 3

8

25

JiT НН22

W

23

П

ai 28

61 27

У/

ff

. ГЕНЕРАТОР КВАЗИПУАССОНОВСКОГО ИМПУЛЬСНОГО ПОТОКА, содержащий генератор импульсов, генератор псевдослучайных равномерно распределенных чисел, первая группа .выходов которого соединена с адресными входами запоминающего устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет генерирования пуассоновского импульсного потока с заданными интенсивностью и амплитудным распределением импульсов, он содержит схему сравнения, первый.и второй цифроаналоговые преобразователи, элемент И-НЕ, одновибратор, управляемый ключ, преобразователь напряжение-частота, элемент задержки, реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами второго цифрорналогового преобразователя, выход которого через преобразователь напряжение частота соединен с элементом задержки и генерато ром псевдослучайных равномерно распределенных чисел, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов схемы сравнения, выход которой соединен с первым входом элемента И-НЕ, группа входов которого соединена с третьей группой выходов генератора псевдослучайных равномерно распределенных чисел, первая группа выi ходов которого соединена с входами . первого цифроаналогового преобразо(П вателя, выход которого соединен с первым входом управляемого ключа, второй вход которого соединен с выходом одовибратора, вход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика и выходом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен со с выходом элемента задержки, выход О1 генератора импульсов соединен с втоi4ib рым входом реверсивного счетчика, оо 1C выходы запоминающего устройства соединены с второй группой входов схемы сравнения.

srv

29

0U8, 4