Генератор импульсов со случайной длительностью Советский патент 1986 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к уст- 1ЮЙствам формирования имнуотьсов, значения длительности которьж случайны и распределены по показательному закону.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора путем расширения спектра распределений длительностей импульсов по показательному закону для любых значений вероятности собы гия и повышения точности показательного распределения длительностей импульсов.

На чертеже изображена структурная схема генератора импульсов со случайной длительностью.

Генератор импульсов со случайной длительностью содержит первый 1 и второй 2 элементы задержки, триггеры 3 и 4, генератор 5 импульсов, генератор 6 равномерно распределенных случайных чисел, первый регистр 7 сдвига, группу элементов 8 И, второй регистр- 9 сдвига и дешифратор 10

Число разрядов второго регистра

9сдвига и элементов И 8 группы равно К, а число разрядов первого регистра 7 сдвига равно К+1,

Первый 1 и второй 2 элементы задержки, в качестве которых могут быть использованы одновибраторы или линии задержки,, обеспечивают задержки импульсов, причем j Генератор работает следуюа им образом.

До прихода запускающего сигнала Пуск триггер 4 установлен в нулевое состояние.

Генератор 6 в момент выработки случайного кода выдает синхронизирующий импульс на вход Сдвиг второго регистра 9 сдвига. Содержимое регистра 9 сдвигается на один разряд, в сторону старших разрядов. С выхода генератора 6 на входы дешифратора

10поступает некоторьш код. После дешифрации на выходе дешифратора 10 устанавливается О или Г с вероятностями, зависящими от настройки дешифратора.

Выходной сигнал дешифратора 10 записывается в младший К-й освободившийся после сдвига разряд регн стра 9 сдвига. При поступлении запускающего сигнала триггер 4.устанавливается в единичное состояние. В этот момент генератор 6 прекращает выра

348322

ботку кодов. Запускающий сигнал, задержанный первым элементом 1 задержки на время., необходимое для завершения переходных процессов в реги- 5 стре 9 сдвига, поступает на объединенные первые входы элементов 8 И группы. При этом содержимое разрядов регистра 9 сдвига с 1-го по К-й переписывается в соответствующие раз- 10 ряды регистра 7 сдвига с 1-го по

К--Й. Запускающий сигнал, задержанный вторым эотементом 2 задержки на время, необходимо е для завершения переходных процессов в регистре 7 сдвига, уста- t5 навливает триггер 4 в нулевое состояние, при этом генератор 6 продолжает вырабатывать случайные коды.

Одновременно сигнал с выхода второго элемента 2 задержки устанавли- 20 вает триггер 3 в нулевое состояние, при этом импульсы с выхода низкочастотного генератора 5 начинают поступать на вход Сдвиг регистра. 7 сдвига, осуществляя сдвиг кода, за25 писанного в нем, в сторону старших

разрядов, Если при поступлении очередного импульса окажется, что в стар

шем первом разряде записана 1 , то сигнал с выхода регистра 7 сдвига ус- танавливает низкочастотный генератор 5 от регистра 7 сдвига. Одновременно этим же сигналом все разряды регистра 7 сдвига, кроме (К+1)-го, уста- навливак тся в нулевое состояние, а в {К+1)й записывается 1 осуществляется подготовка к записи очередного значения кода КР .

Время

, в течение которого

второй триггер 3 находится в нулевом состоянии, зависит от значения кода

Ко и может быть вычислено по формуле

-(и Т„ (J-1),(1)

- старший разряд регистра 7 сдвига, в котором записана 1, а ему предшествуют нули, период выработки импульсов низкочастотным генератором.

TH

При значениях кодов, получаемых схемой генератор равномерно распределенных: случайных чисел - дешифра- paVop - второй регистр сдвига, закон распределения -- показательньш с ве- роятностью события Р (под событием понимается запись 1 в разряды второго регистра сдвига). Весь спектр значений Р вероятности события от

3

О до 1 с дискретностью Z Сп - разрядность двоичного кода, генерируемого генератором равномерно распределенных случайных чисел) получаем настройкой дешифратора.

Таким образом, на нулевом выходе второго триггера 3, являющего первым выходом устройства, получаем не- прерывньй спектр распределения длительностей импульсов б„ по показательному закону. Одновременно на выходе генератора 5 формируется пачка импульсов, число которых также случайно и распределено по показательному закону с вероятностью Р события.

Преобразуем выражение (1) к виду

i,

ij con5t,f5.

(2)

где ij L

- частота запускакнцих сигна- . лов на входе устройства; г частота генератора равномерно распределенных случайных чисел.

При выполнении условия (2) за период времени двумя запускающими сигналами все разряды второго регистра сдвига обновляются, и в момент прихода запускающего сигнала Кр - это некоторый обновленный случайный код, значение которого при выполнении условия J2) не зависит от частоты 1- . Отсутствие подобной корреляции повьшает достоверность показательного распределения длительностей о„ импульсов.

Значение частоты низкочастотного генератора i выбирается исходя из требуемого диапазона значений случайной длительности импульсов , Для предотвращения повторного запуска устройства во время формирования очередного импульса со случайной длительностью необходимо частоту запускающих сигналов выбирать из условия

, in

(3)

Формула изобретения Генератор импульсов со случайной длительностью,содержащий генератор

348324

тульсов, первый триггер, группу элементов И, первьй регистр сдвига, два элемента задержки и второй триггер, нулевой вьгход которого являет- 5 ся выходом случайных интервалов времени генератора импульсов со случайной длительностью и соединен с входом генератора импульсов, выход которого является выходом случайных пачек 10 импульсов генератора импульсов со случайной длительностью и соединен с входом Сдвиг первого регистра сдвига, выход которого соединен с входом- Установка этого же регистра 15 сдвига и с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом первого триггера единичный вход которого является входом Опрос генератора 20 импульсов со случайной длительностью и соединен с входами первого и второ- . го элементов задержки, выход первого элемента задержки соединен с первыми входами элементов И группы, выходы 5 которых соединены с входами соответствующих разрядов первого регистра сдвига, выход второго элемента задержки соединен с нулевым входом пер. вого триггера, отличающий- Q с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем расширения спектра распределений длительностей импульсов по показательному закону и повышения точности генератора, он содержит генератор равномерно распределенных случайных чисел, дешифратор и второй регистр сдвига, выходы разрядов которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, нулевой выход первого триггера соединен с входом Пуск генератора равномерно распределенных случайных чисел, выходы разрядов которого соединены, с соответствукяцими входами дешифратора, выход которого соединен с входом Запись второго регистра сдвига, вход Сдвиг которого объединен с входом Опрос генератора равномерно распределенных случайных чисел и является тактовым входом генератора импульсов со случайной длительностью.

5

0

5

0

Вык.1 вык.г

Вход

и

Составитель А, Карасов Редактор Е. Копча Техред М.Ходанич: Корректор Е.Рошко

Заказ 2986/51 Тираж 671 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4

и

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам формирования импульсов, значения длительности которых случайны и распределены по показательному закону. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем расширения спектра распределений и повышение точности. Генератор содержит элементы задержки, триггеры, генератор импульсов, генератор равномерно распределенных случайных чисел, регистры сдвига, элементы И, дешифратор. Устройство позволяет более точно моделировать показательное .распределение длительностей импульсов. 1 ил. а иа