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

О

:о ;о о j

1Ч 1 Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам формирования импульсов, зн чения длительности которых случайны и распределены но закону Эрланга вт рого порядка, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1073772, Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет получения распределения Эрланга второго порядка. На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг. 2 - временная диаграмма работы генератора. Генератор содержит элементы 1 и 2 задержки, триггеры 3 и 4, высокочастотный генератор 5 импульсов, низкочастотный генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, счетчики 8 и 9, группу элементов И 10, регистр 11 сдвига. Счетчики (импульсов) выполняют функции формирователей равновероятных кодов, За случайный интервал времени между двумя запускающими сигналами на вход счетчиков поступает серия импульсов с выхода высокочастотного генератора: на первый счетчик непо редственно, а на второй счетчик через делитель частоты. В момент поступления очередного запускающег сигнала подсчет этих импульсов в счетчиках прекращается и код К(,, значение которого определяется сос тояниями счетчиков в момент прекра щения счета, переписывается в К-старших разрядов q-разрядного ) регистра сдвига. Затем на его синхронизирующей вход с период Т| поступают импульсы с выхода низ кочастотного генератора. Каждый из этих импульсов сдвигает содержимое регистра на один разряд, причем по ступление сдвиговых импульсов прекращается, как только в старщем разряде регистра сдвига записана единица. Таким образом, число импульсов, поступающих на вход регистра сдвиг после запуска устройства, а следов тельно, и длительность временного интервала, в течение которого они вырабатываются низкочастотным гене ратором, зависит от количества нул записанных подряд в старших разряд регистра сдвига от двух счетчиков. 41 Ввиду того, что значения кода К в каждом счетчике равновероятны, вероятность того, что в старших разряах до (q-n)-ro записаны подряд нули, равна 1 rtift 1 В Су) С у ) +( у ) Показатели е и п определяются коли-чествОм О на выходе счетчика 8 и 1 - на выходе счетчика 9, Следовательно, значения длительности временных интервалов с момента прихода запускающего импульса до момента прекращения поступления сдвиговых импульсов случайны и соответствуют количеству нулей, записанных одновременно в старших разрядах регистра сдвига. Вероятность того, что в m разрядах полное время (что эквивалентно количеству тп нулей кода) для последовательности поступлений равна Г 1 f 1 Ч l-(l)Ki)J, . что эквивалентно закону распределе- ния Эрланга второго порядка. Для того, чтобы исключить возможность заклинивания работы регистра при записи нулей во все его разряды () , необходимо после завершения формирования очередного временного интервала устанавливать старших разрядов в О, а в первый разряд регистра принудительно записывать 1, для чего введена связь выхода регистра сдвига с его входом гашения (начальной установки). Число разрядов счетчиков 8 и 9 и элементов 10 И группы равно К, а число разрядов регистра 11 сдвига равно . Первый 1 и второй 2 элементы задержки, в качестве которых могут быть использованы одновибраторы или линии задержки, обеспечивают время задержки импульсов Г,,, и о, соответ-. ственно, причем 31 Генератор работает следующим образом. При поступлении запускающего сигнала (фиг. 2а) триггер 3 устанавливается в единичное состояние. В этот момент импульсы с выхода высокочастотного генератора 5 Сфиг. 2б) прекращают поступать на вход счетчика 8 (импульсов). Одновременно им пульсы с высокочастотного генератора 5 поступают через делитель 7 частоты на вход второго счетчика 9 (импульсов) (фиг. 2д). Коэффициент деления делителя 7 частоты выбирается из соотношения ft Д,

2

г.

f.

-2 2

Запускающий сигнал, задержанный первым элементом 1 задержки на время t,, необходимое для завершения переходных процессов в счетчиках 8 и 9, поступает на объединенные входы элементов И 10 группы. При этом содержимое разрядов счетчиков 8 и 9 с 1-го по К-й переписывается в соответствующие разряды регистра 11 сдвига со 2-го по q-й.

Содержимое разрядов второго счетчика в предлагаемом генераторе поступает на инверсные входы группы элементов И 10 для обеспечения выполнения условия суммирования верояностей записи нулей от обоих счетчиков в разряды регистра сдвига. Запускающий сигнал, задержанный вторы элементом 2 задержки на время, необходимоедля завершения переходных процессов в регистре 11 сдвига, устанавливает триггер 3 в нулевое состояние, при этом счетчики 8 и 9 продолжают подсчитывать импульсы, формируемые высокочастотным генератором, начиная с того значения кода Кр, которое было зафиксировано в момент поступления запускающего сигнала. Одновременно сигнал с выхода второго элемента 2 задержки устанавливает триггер 4 в нулевое состояние (фиг. 2в), при этом импульсы с выхода низкочастотного генератора 6 (фиг. 2г) начинают поступать на синхронизирующий вход регистра 11 сдвига, осуществляя сдвиг кода, записанного в нем, в сторону старщих разрядов. Если при поступлении очередного сдвигового импульса оказывается, что в старщем разряде записана 1, то сигнал с выхода регистра 11 сдвига устанавливает второй триггер 4 в единичное состояние, отключая тем самым низкочастотный генератор 6 от регистра 11 сдвига. Одновременно этим же сигналом все разряды регистра 11 сдвига, кроме первого, устанавливаются в нулевое состояние, а в первый разряд записывается 1 - осуществляется подготовка записи очередного значения кода Kj,.

Время, в течение которого второй триггер 4 находится в нулевом состоянии 6ц , зависит от значения кода KO и может быть вычислено по формуле (М+1), где М - число старших разрядов регистра 11 сдвига, в которых подряд записаны нули.

Как было указано, при равновероятностных значениях К закон распределения значений Т, - Эрланга 2-го порядка. Таким образом, на нулевом выходе второго триггера 4, являющемся первым выходом генератора, формируются импульсы со случайной длительностью T.j . Одновременно на выхоН

де низкочастотного генератора 6, являющимся вторым выходом устройства, формируется пачка импульсов, число которых также случайно и распределено по закону Эрланга 2-го порядка. Обеспечение равновероятных значений кода К достигается выбором соотношения частоты запускающих сигналов f, и частоты высокочастотного

1с

генератора fg из условия 2 . Значение частоты низкочастотного генератора ц выбирается из требуемого диапазона значений случайной длительности импульсов . При этом термин низкочастотный для данного генератора имеет условный характер, так как заимствован из прототипа. По выполняемым функциям - это генератор тактовых импульсов и частота fj, может быть как больше, так и меньще fj. . Для предотвращения повторного запуска генератора во время формирования очередного импульса со случайной длительностью необходимо частоту запускающих сигналов выбирать из условия f, - . с

Формула изобретения

Генератор импульсов со случайной длительностью по авт. ев.№ 1073772, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет получения распределения Эрланга второго порядка, он содержит второй счетчик и делитель частоты, вход которого подключен к выходу высокочастотного генератора импульсов, а выход делителя частоты соединен со счетным входом второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с инверсными входами соответствующих элементов И группы.

S тип niHlllllllHllllllllHHiniHltl

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам формирования импульсов, значения длительности которых случайны и распределены по закону Эрланга второго порядка. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет получения распределения Эрланга второго порядка. Генератор содержит два элемента задержки, два триггера, два генератора импульсов, два счетчика, элементы И, делитель частбты, регистр сдвига. 2 ил.

I I 1111111

g nil iniiiiiiiitniiint iniitii Фиг. 2