Генератор случайного потока импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K3/84 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в моделирующих системах и вычислительной технике.

Цель изобретения - повышение точности формирования равномерного закона распределения временных интервало формируемого потока импульсов.

На чертеже представлена функцио- нальная схема генератора случайного потока импульсов.

Генератор случайного потока импульсов содержит шину 1 тактовых импульсов, генератор 2 случайных им- пульсов, КБ-триггер 3, первый Д, второй 5, третий 6 и четвертый 7 элементы И, первый 8, второй 9 и третий 10 элементы ИЛИ, первый II и второй 12 счетчики импульсов, пятьш 13 и ше стой 14 элементы И. Шина 1 тактовых импульсов соединена с первыми входами элементов И 4 и 5, выходы которых соединены с вторыми входами соответсвенно элементов ИЛИ 9, 10, выходы ко торых соединены с счетными входами соответственно счетчиков 11 и 12, выходы которых соединены соответственно с вторым входом и с первым входом элементов И 13 и 14, выходы которых соединены соответственно с вторым и первым входами элемента ИЛИ В, первый и второй входы которого соединены соответственно с S- и R-входами RS-триггера 3, прямой и инверсный выходы которого соединены соответст- венно с первым входом и вторым входом элементов И 13 и 14, а также с вторыми входами соответственно элементов И 4-7, Выход генератора 2 случайных импульсов соединен с первыми входами элементов И 6 и 7, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ 9 и 10.

Генератор 2 случайных импульсов содержит последовательно соединенные генератор 15 шума и пороговый элемент 16, например, триггер и митта.

Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.

В момент подачи питающего напряжения RS-триггер 3 и триггеры счетчиков 11 и 12 устанавливаются случайным образом в единичное или нулевое состояние. Предположим, что вначале RS-триггер 3 установлен в нулевое состояние, а в счетчиках 11 и 12 записаны случайные двоичные коды К и Kj соответственно. Первый счетчик

30

в

Q

(г, - jg т- -, 35

50

55

40

192 .

11производит подсчет импульсов случайной последовательности, поступающих с выхода генератора 2 случайных импульсов через третий элемент И 6 и , второй элемент ИЛИ 9. Одновременно второй счетчик 12 производит подсчет тактовых импульсов, поступающих от внешнего генератора по шине 1 тактовых импульсов через второй элемент

И 5 и третий элемент ИЛИ 10. того, как на вход второго счетчика

12поступит 2 -Kj тактовых импульсов, на его выходе появляется сигнал переполнения, который, проходя через шестой элемент И 14, устанавливает RS-триггер 3 в единичное состояние

и одновременно, пройдя через первый элемент ИЛИ 8, появляется на выходе устройства. В этот момент в первом счетчике 11 записано новое случайное значение кода , а во втором счетчике 12 записан код . Затем первый счетчик I1 производит подсчет тактовьгх импульсов, поступающих через первьш элемент И 4 и второй элемент ИЛИ 9, а второй счетчик 12 производит подсчет импульсов случайной последовательности, поступающих через четвертый элемент И 7 и третий элемент ШШ 10. После того, как на вход первого счетчика 11 поступит 2 -К тактовых импульсов, на его выходе появляется сигнал переполнения, который, проходя через пятый элемент И 13, устанавливает ES-триггер 3 в нулевое состояние и одновременно, пройдя через первый элемент ИЛИ 8, появляется на выходе устройства. В этот момент в первом счетчике 11 записан код , а во втором счетчике 12

записано новое случайное значение

да ,. Далее с помощью счетчиков 11 и 12 на выходе устройства импульсы случайного потока формируются аналогичным образом I

Для обеспечения равновероятных значений длительности временных интервалов между импульсами формируемого случайного потока необходимо, чтобы за время, в течение которого один из счетчиков подсчитывает тактовые импульсы, другой счетчик многократно переполнился, так клк при этом гарантируется равновероятное значение случайного кода К(К ), остающегося в счетчике, в момент переключения RS-триггера 3. Для этого средняя частота f. следования импульсов слу313

чайной последовательности с выхода 1 емератора 2 случайных импульсов выбирается из соотношения

f-1 - f

- t ти

где М 5-10;

, - частота импульсов по шине

тактовых импульсов. Случайные значения длительности временных интервалов между импульса2 -К

--- рай ТИ

av -- до

ТИ

ми ВЫХОДНОГО потока

номерно распределены от

,. 11- . f

Число равновероятных значений величины Т,. равно 7. ,

Математическое ожидание значений длительности временных интервалов между импульсами выходного случайного потока определяется выражением

0 Г-

Ти

Таким образом, характеристики формируемого потока определяются лишь разрядностью счетчиков К и стабильностью частоты тактовых импульсов ти Р этом изменение в гшроких пределах средней частоты f следования импульсов случайной последовательности не приводит к искажению закона распределения временных интервалов между импульсами формируемого потока.

Формула изобретения

Генератор случайного потока импульсов, содержащий шину тактовых импульсов, соединенную с первыми входами первого и второго элементов И,

РедакторН.Киштулинец Закаэ 4143/54

Составитель Ю.Бурмистров Техред М.Дидык

Корректор

Тираж 901Подписное

ВНИКЛИ Государственного комитета СССР

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

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

первый и второй счетчики, КГ)-триггер, прямой и инверсный выходы котопого соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, первый элемент ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования равномерного закона распределения временных

интервалов формируемого потока импульсов, в него введены третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, генератор случайных импульсов, выход которого

5 соединен с первым входом третьего элемента И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и входом RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и R-входом RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ.

0

5

0

Корректор М.Шароши

Изобретение может быть использовано в моделируюшях системах и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности формирования равномерного закона распределения временных интерналов формируемоI o потока импульсов. Генератор содержит R; -триггер 3, элементы И 4 и 5, элемент ИЛИ 8, счетчики II и 12 импульсов. В устройство введены генератор 2 случайных импульсов, включающий генератор 15 шума и пороговый элемент 16, элементы И 6, 7, 13 и 14 и элементы ИЛИ 9 и 10. Это позволяет характеристики формируемого потока определять лишь разрядностью счетчиков 11 и 12 и стабильностью частоты тактовых импульсов. При этом изменение в широких П1)еделах средней частоты следования импульсов случайной последовательности Не приводит к искажению закона распред1и1ения временных интервалов между импульсами формируемого потока. 1 ил. (Л Fffl Л/г -i СлЭ Од 00