Генератор случайных импульсов Советский патент 1986 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении задач статистического и вероятностного моделирования.

Цель изобретения - расишрение функциональных возможностей генератора путем получения последовательности случайных уровней напряжения с постоянным периодом следования, получения последовательности случайных по амплитуде и myльcoвJ расположенных случайным образом на фиксированных интервалах времени и получения случайных интервалов времени.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема генератора; на фиг, 2 и 3 - временные диагрампоясняющие его работу.

мы,

Генератор содержит генератор 1 шума, блок 2 задания закона распределения вероятностей, блок 3 памяти, первую схему 4 сравнения, интегратор 5, источник 6 постоянного напряжения первый формирователь 7 импульсов, ключ 8, второй формирователь 9 импульсов, вторую схему 10 сравнения, третий формирователь 11 импульсов, переключатели 12.

Генератор работает следующим образом.

В зависимости от положения контактов переключателей 12 генератор работает в двух режимах. При нормально замкнутом положении контактов переключателей предлагаемый генератор работает аналогично известному. Временная диаграмма работы генератора в данном режиме приведена на фиг. 2. Сигнал нормального белого шума, идущего с генератора 1 шума, поступает на вход блока 2 задания закона распределения вероятностей, на входе KOTopoi o формируется непрерывный процесс с требуемым распределением. Блок 3 памяти запоминает один отсчет процесса с выхода блока 2 задания закона распределения вероятностей. Этот отсчет задает величину порога срабатывания на поступательном входе первой схемы 4 сравнения, на сигнальньш вход которой поступает линейно изменяющееся напряжение с интегратора 5. На сигнальный вход интегратора 5 поступает постоянное напряжение с выхода источника 6 постоянного напряжения . Когда напряжение на выходе .интегратора 5 достигает порога срабатывания, на выходе первой схемы 4 сравнения появляется импульс, который передним фронтом запускает формирователь 7 импульсов. Последний формирует импульс требуемой амплитуды и длительности. Сигнал с выхода первого формирователя 7 импульсов поступает на управляющий вход интегратора 5 и обнуляет его. Напряжение на выходе интегратора 5 равно нулю в течение интервала времени, равного длительности импульса с выхода первого формирователя 7 импульсов.

Сигнал с выхода первого формирователя 7 импульсов поступает также на управляющий вход ключа 8 и открывает его, случайное по амплитуде напряжение с выхода блока 3 памяти проходит на вьгход ключа 8, который открывается на время, равное длительности импульса с выхода первого формирователя 7 импульсов. На выходе ключа 8 формируется импульс, случайный по амплитуде и моменту появления и имеющий длительность, равную длительности импульса с выхода первого формирователя 7 импульсов. Спад импульса с выхода первого формирователя; 7 импульсов запускает второй формирователь 9 импульсов. Импульс с выхода второго формирователя 9 импульсов переводит блок 3 памяти в режим запоминания очередного отсчёта процесса с выхода блока 2 задания : закона распределения вероятностей. По окончании импульса с выхода первого формирователя 7 импульсов на выходе интегратора 5 появляется линейное напряжение, начинается формирование следующего временного интервала. В процессе работы на выходе блока 3 памяти (третий выход генератора) формируется последовательность случайных уровней напряжения со случайными периодами следования. Регулируя длительность выходного импульса первого формирователя 7 импульсов, можно регулировать длительность импульсов на выходе ключа 8, случайных как по моментам появления, так и По амплитуде.

При нормально разомкнутом положении контактов переключателя 12 генератор работает в другом режиме. Временная диаграмма для этого режима приведена на фиг. 3. Сигнал нормального белого шума, идущего с генератора 1 шума,так же, как в первом режиме, поступает на вход блока 2 3 задания закона распределения вероят ностей, на выходе которого формируе ся непрерывный процесс с требуемьи распределением. Блок 3 памяти запом нает один отсчет процесса с выхода блока 2 задания закона распределения вероятностей. Этот отсчет задает величину порога срабатывания на потенциальном входе первой схемы 4 сравнения. На сигнальный вход перво схемы 4 сравнения поступает линейно изменяющееся напряжение с интегратора 5, на сигнальный вход которого поступает постоянное напряжение с выхода источника 6 постоянного напряжения. Когда напряжение на выходе интегратора 5 достигает порога срабатьшания первой схемы 4 сравнения, на ее выходе формируется передний фронт импульса, который запускает формирователь 7 импульсов. Последни формирует импульс требуемой амплиту ды и длительности, который поступае на управляющий вход ключа 8 и откры вает его. Случайное по амплитуде напряжени с выхода блока 3 памяти проходит на выход ключа 8, который открывается на время, равное длительности импул са с выхода первого формирователя 7 импульсов. На выходе ключа 8 формируется случайный по амплитуде импульс, который случайным образом расположен внутри фиксированного интервала времени. Линейно изменяющееся напряжение с выхода интегратора 5 продолжает возрастать до уровня, равного порогу срабатывания второй схемы 10 сравнения. В момент когда напряжение на выходе интегратора 5 достигает порога срабатывания второй схемы 10 сравнения, она срабатьтает. Передний фронт импульс с выхода второй схемы 10 сравнения запускает третий формирователь 11 импульсов, импульс с выхода которо го через нормально разомкнутые контакты второй группы контактов переключателя 12 поступает на управляющи вход интегратора 5 и обнуляет его. Обнуление интегратора 5 приводит к возвращению первой схемы 4 сравнения в исходное положение. На этом завершается формирование случайного интервала времени, который формируе ся на выходе первой схемы 4 сравнения. Сигнал с выхода первой схемы 4 сравнения через нормально разомкну274тые контакты первой ipynni i К(5нтактов переключателя 12 поступает на вход второго формирователя 9 импульсов. Отрицательный перепад напряжения с выхода схемы 4 сравнения запускает второй формирователь 9 импульсов. Импульс с выхода второго формирователя 9 импульсов поступает на управляющий вход блока 3 памяти и переводит его в режим запоминания очередного отсчета процесса с выхода блока 2 задания закона распределения вероятностей. В процессе работы генератора в этом режиме на выходе блока 3 памяти (выход 3 генератора) формируется последовательность случайных уровней напряжения с постоянным периодом следования. -Случайные интервалы формируются на выходе первой схемы 4 сравнения (выход 4 генератора) . Последовательность случайных по амплитуде импульсов, каждый из которых случайным образом расположен внутри фиксированного интервала времени, формируется на выходе ключа 8 (выход 2 генератора),а последовательность импульсов, постоянных по амплитуде и частоте, - на выходах второй схемы 10 сравнения и третьего формирователя 11 импульсов. В этом режиме длительность фиксированного интервала времени определяется порогом срабатывания второй схемы 10 сравнения. Формула, изобретения Генератор случайных импульсов, содержащий генератор шума, выход которого через блок задания закона распределения вероятностей соединен с информационным входом блока памяти, выход которого является выходом Случайная амплитуда генератора и соединен с первым входом первой схемы сравнения и с информаи юнным входом ключа, выход которого является выхоом Случайный импульс генератора, выход первой схемы сравнения соединен с в-ходом первого формирователя импульсов, выход которого является первым выходом Интерва.п времени генератора и соединен с управляющим входом ключа, вход управления записью-считыванием блока памяти подключен к выходу второго формирователя импульсов, источник постоянного напряжения, выход которого соединен с

$

информационным входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом первой схемы сравнения, о тли чающийся тем, что, с целью расимрения функциональных возможностей генератора путем получения последовательности случайных уровней напряжения с постоянным периодом следования, получения последовательности случайных по амплитуде импульсов, расположенных случайным образом на фиксированных интервалах времени, и получения случайных интервалов времени, он содержит два переключателя, третий формирователь импульсов и вторую схему сравнения, первый и второй входы которой под276

ключены к выходам интегратора и источника постоянного напряжения соответственно, выход первой схемы сравнения является вторым выходом . Интервал времени генератора и соединен с первьпм входом первого переключателя, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход второй схемы сравнения через третий формирователь импульсов соединен с первым входом второго переключателя, выход которого соединен с входом Сброс интегратора, выход первого формирователя импульсов соединен с вторыми входами первого и второго переключате лей.

Изобретение относится к вьгчислительной технике и может быть использовано для решения задач статистического и вероятностного моделирования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения последовательности импульсов, постоянных и случайных по амплитуде с постоянным периодом следования, а также последовательность случайных по амплитуде импульсов, каждый из которых расположен случайным образом внутри фикси рованного интервала времени, и not, ледовательность импульсов, постоянных по амплитуде и случайных по длительности, расположенных в этом же интервале времени. Генератор содержит генератор шума, блок задания закона распределения вероятностей, блок гГамяти, первую схему сравнения, интегратор, блок постоянного напряжения, первый формирователь импульсов, ключ, второй формирователь импульсов, вторую схему сравнения, третий формирователь импульсов, переключатели. Цель достигается введением третьего формирователя импульсов, второй схемы сравнения и переключателей. Преимуществами предала- с S гаемого генератора является возможность получения последовательности (Л случайных уровней, возможность получения последовательности случайных по амплитуде импульсов, каждый из которых расположен случайным образом внутри фиксированного интервала времени, возможность получения последовательности импульсов, постоянных по амплитуде и случайных по длительности, в фиксированном интервале времени и возможность получения последовательности импульсов, постоянных по амплитуде и частоте. 3 ил.

(риг.1

5j

( /юмв/пи

Oci SpfMe i/

Фиг2

Oc6 Sfle e/fij