Генератор случайного процесса Советский патент 1986 года по МПК H03K3/84 

ному. Коды регистра 9 преобразуются ЦАП Ю в ступенчатое напряжение с биноминальным законом распределения, а интегратор 11 будет преобразовывать ступенчатое напряжение в

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за Счет генерирования случайного процесса с биноминальным законом распределения вероятностей его состояний.

На фиг,1 представлена структурная схема генератора случайного прцесса; на фиг,2 - диаграммы переходов устройства, иллюстрирующие принцип его работы.

Генератор случайного процесса (фиг,1) содержит генератор 1 пуас- соновского потока импульсов, выход которого соединен с входом тригера 2, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И 3, второй элемент И 4, генератор 5 тактовых импульсов, счетчик 6, элемент задержки 7, реверсивный счетчик 8, буферный регистр 9, ЦАП 10, интегратор 11, Второй выход триггера 2 соединен с первым входом второго элемента И 4, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 тактовых импульсов и с вторым входом первого элемента И 3, выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика 8, второй вход которого соединен с выходом второго элемента Я 4, Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с входом.счетчика 6, выход которого соединен с входом записи буферного регистра 9, а через элемент задержки 7 - с входами Сброс реверсивного счечика 8, выходы которого соединены с входами буферного регистра 9, выходы которого соединены с входами ЦАЦ 10, выход которого соединен с входом интегратора.

Генератор случайного процесса работает следующим образом.

непрерывное, В описании изобретения подробно рассматриваются переходы в генераторе случайного процесса с пояснением на временных диаграммах , Ил, 2

Генератор 1 пуассоновского потока импульсов вырабатывает импульсы, которые поступают на вход счетного триггера 2, на выходах которого формируются противофазные сигналы, математические ожидания длительностей единичного и нулевого уровней которых равны между собой. Сигналы с выходов триггера 2 поступают на первые входы первого 3 и второго 4 элементов И, на вторые входы которых поступают импульсы с выхода генератора 5 тактовых импульсов. При совпадении единичного уровня сигнала с первого выхода триггера 2 и тактового импульса на входах первого элемента И 3 импульс проходит на первый (суммирующий) вход реверсивного счетчика 8, а При совпадении единичного уровня сигнала с второго выхода триггера 2 и тактового импульса на входах второго элемента И 4 - на второй (вычитающий) вход реверсивного счтетчика 8, Тактовые импульсы с выхода генератора 5 поступают также на вход счетчика 6, имеющего определенный коэфф1щиент пересчета п, К моменту появления импульса на выходе счетчика 6 реверсивный счетчик 8 совершит п случайных переходов и окажется в одном из достижимых состояний (на фиг,2а показаны возможные переходы при (, на фиг,2(У- при ), Код этого состояния импульсом с выхода счетчика 6 переписывается из реверсивного счетчика 8 в буферный регистр 9, после чего этим же импульсом, задержанным элементом задержки 7, реверсивный счетчик 8 будет сброшен в нулевое состояние. После этого процесс переходов реверсивного счетчика 8 будет продолжаться аналогично описанному. Коды буферного регистра 9 преобразуются ЦАП 10 в ступенчатое напряжение с биноминальным законом распределения, а интегратор 11 сглаживает это ступенчатое напряжение в непрерывное.

Рассмотрим подробнее переходы в генераторе случайного процесса. Предположим, что он имеет конечное число состяний 2(1+1, Нулевое состояние будем считать исходным, а остальные пронумеруем цифрами +1, -1, +2, -2,..., +п, -пи отложим их на оси ординат (фиг,2). На каждом- шаге (тактовом импульсе) устройство переходит из данного состояния в одно из двух соседних с равными вероятностями Р Р Р q или остается в прежнем с вероятностью Р 1 - р - q (плюс соответствует переходу в соседнее верхнее по оси ординат состояние, минус - нижнее - см,фиг,2), Такие переходы устройство совершает в течение п шагов, а нап+1-м шаге возвращается в исходное (например, нулевое) состояние. После этого переходы совершаются устройством аналогично,

При указанных условиях устройство может попадать на п-м шаге не во все свои состояния, а только в определенные. Причем при п нечетном он попадает только в нечетные состояния, а при п четном - в четные. Ступенчатые кривые ограничивают возможные траектории попадания устройства на п-м шаге в достижимые состояния,

Можно показать, что устройство

на п-м шаге будет попадать в каж- I ,

дое из достижимых состояний j с

вероятностями FJ, распределенными по биноминальному закону „J

Pj } J o,:i,,,,,N -1,

в справедливости приведенного соотношения легко убедиться. Так, переход в состояния О и 3 (фиг.2а) осуществляется всего по одному пути и , а в состояния 1 и 2 можно прийти уже тремя

614

путями: ), ()-, -2---1 и , , 0- -КО-1, Bcei o же различных путей будет 2 8, поэтому вероятности попадания в указанные состояния будут Р., 1/8; Р, Р2 3/8.

В устройстве случайные переход из состояния в состояние выполняет реверсивный счетчик 8, Переходь происходят под действием тактовых импульсов, вырабатываемь х генератором 5 тактовых импульсов.

Формула изобретения

Генератор случайного процесса, содержа ций генератор пуассоновского потока импульсов, которого соединен с входом триггера, первый которого соединен с первь М

5

входом первого элемента И, второй выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первьп входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго

0 элемента И, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с входом интегратора, отличающийся тем, что, с расширения функциональных возможностей за

5 счет генерирования случайного процесса с биноминальным законом распределения вероятностей его состояний, генератор содержит счетчик, буферный регистр и элемент задержки,

0 выход которого соединен с входами Сброс -реверсивного счетчика, вы- ходь которого соединены с входами буферного регистра, которого соединены с входами цифроаналогового

5 преобразователя, вход записи буферного регистра соединен с входом элемента задержки и выходом счетчика, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов.

л

4

N

i -i

,ol i f

0W2. 2

//6

Изобретение относится к импульсным устройствам генерирования случайного процесса. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет генерирования случайного процесса с биноминальным законом распределения вероятностей его состояний. С генератора 1 пуассоновского потока импульсы поступают на вход счетного триггера (ТГ) 2. На выходах ТГ 2 формируются противофазные сигналы, математические ожидания длительности единичного и нулевого уровней которых равны между собой. Сигналы с ТГ 2 поступают на первые входы логических элементов (ЛЭ) И 3 и 4, на вторые входы которых подаются тактовые импульсы с выхода генератора 5. При совпадении единичного уровня сигнала с первого выхода ТГ 2 и тактового импульса на входах ЛЭ И 3 импульс проходит на первый вход (суммирую1ций) реверсивного счетчика 8. Тактовые импульсы поступают также на вход счетчика 6, имеющего определенный коэффициент пересчета. К моменту появления импульса на выходе счетчика 6 реверсивный счетчик 8 совершит п случайных переходов и находится в одном из достижимых состояний. Код этого состояния импульсов с выхода счетчика 6 переписывается из счетчика 8 в буферный регистр 9. Этим же импульсом, задержанньм элементом 7, счетчик 8 переключается в нулевое состояние. После этого процесс переключения счетчика 8 будет продолжаться аналогично описано . в (Л ю о ел to О5

Редактор М.Циткина

Составитель Ю.Бурмистров

Техред Т.Дубинчак Корректор. А.Тяско

Заказ 8538/57 Тираж 871 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1ШП Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4