Генератор случайных импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K3/84 

а

4

00

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнике и информационно- измерительной технике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей Генератора за счет обеспечения возможности нормирования стохастических параметров формируемых последовательностей импульсов.

На фиг. 1 представлена схема генератора случайных импульсов; на фиг.2 то же, вариант.

Генератор случайных ш«тульсов (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел и с входом синхронизации генератора 3 цифровых функций, элемент 4 задержки, блок 5 сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом элемента 4 задержки, вход которого соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов. Первая группа выходов генератора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел соединена с второй группой входов блока 5 сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами генератора 3 цифровых функций, информационные входы которого соединены с третьей группой выходов генератора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел, вторая группа выходов которого соединена с соответствующими входами элемента И 6.

Генератор 3 цифровых функций (фиг. 2) содержит первый регистр 7, выходы которого соединены с первой группой входов блока 8 умножения, - выходы которого соединены с первой группой входов сумматора 9, выходы которого соединены с информационными входами второго регистра 10 и являются выходами генератора 3 цифровых функций, вход синхронизации которого соединен с входом синхронизации второго регистра 10, выходы которого соединены с второй группой входов блока 8 умножения. Информационные входы генератора 3 цифровых функций соединены с второй группой входо сумматора.

Генератор случайных импульсов работает следующим образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Импульсы с выхода генератора 1 тактовых импульсов поступают на вход генератора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел, на выходах которого происходит смена псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел соответствующей разрядности. Псевдослучайное число с третьей группы выходов последнего преобразуется генератором 3 цифровых функций в очередное псевдослучайное число Y с заданными законом распределения и автокорреляционной функцией, которое поступает на первую группу входов блока 5 сравнения. На вторую группу входов последнего поступает псевдослучайная равномерно распределенная последовательность чисел Z с первой группы выходов генератора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел. На выходе блока 5 сравнения сигнал логической единицы появляется при условии Y Z. Этот сигнал поступает на первый вход элемента И 6. При одинаковой разрядности представлений чисел Y и Z, например 1 двоичных разрядов, вероятность P,(i) появления си-. гнала логической единицы на выходе блока 5 сравнения в i-том такте определяется, как

P.(i) 2-4(i).

На группу входов элемента И 6 поступает псевдослучайное равномерно распределенное двоичное число с второй группы выходов генератора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел. На второй вход элемента И 6 поступают задержанные элементом 4 задержки стробиругадие импульсы с выхода генератора 1 тактовых импульсов.

Таким образом, вероятность ) появления на выходе элемента И 6 i-ro стробирующего импульса определяется произведением вероятности P(i), того, что на второй группе выходов генератора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел в i-TOM такте появятся все единицы (P(i) 2, где S - разрядность второй группы выходов) и вероятности Р, (i) появления единицы на выходе блока 5 сравнения. Следовательно,

P,(i) (i),

т.е. сигналы с второй группы выходов генератора 2 псевдослучайных равномерно ряопределенных двоичных чисел задают степень приближения генерируемого импульсного потока к строго пуассоновскому - при одинаковых математических ожиданиях относительное отличие дисперсии количества импульсов на выходе элемента И 6 от аналогичной дисперсии для строго пуассоновского потока за тот же интервал времени не превышает величины Р, 2 . При этом значение мгновенной интенсивности n(i) генерируемого квазипуассоновского импульсного потока n(i) fgPjd) - f. (i), где f - частота генератора 1 тактовых импульсов, определяется характеристиками генерируемой числовой последовательности Y(i). Можно показать, что среднее число случайных импульсов j, появившихся на

Таким образом, устройство обеспечивает генерирование квазипуассоновского импульсного потока с нормировыходе элемента И 6 в течение k срабатываний генератора 1 тактовых импуль-25 ванньши статистическими характеристи- сов, определяется,какками.

) П,(1 - Ь),

где X - математическое ожидание числа X;

m - количество двоичных разрядов в третьей группе выходов ге- генатора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел.

В регистре 7 генератора 3 цифровых функций (фиг. 2) содержится коэффициент (1 - Ь), который умножается в блоке 8 умножения на значение пре- дыдущего числа с выхода сумматора 9 (через второй регистр 10), а результат складьшается в сумматоре 9 с очередным числом X ,, Очередное число записывается в регистр 10 при посту- плении очередного тактового импульса на его вход синхронизации.

Таким образом, устройство обеспечивает генерирование квазипуассоновского импульсного потока с нормированньши статистическими характеристи- ками.

Изобретение может быть использовано в радио- и информационно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора. Устройство содержит генераторы 1, 2 и 3 тактовых импульсов, псевдослучайных равномерно рас- пределеиньк двоичных чисел и цифровых функций соответственно, блок 5 сравнения и элемент И 6. Введение элемента 4 задержки и образование новых функциональных связей обеспечивает возможность нормирования стохас-, тических параметров формируемых последовательностей импульсов, т.е. генерирование квазипуассоновского импульсного потока с нормированными статическими характеристиками. В описании приведен пример реализации генератора 3 цифровых функций. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. с (Л

J k

-(C-tS)

где Y - среднее значение числа Y.

Элемент 4 задержки компенсирует влияние конечного времени распространения сигнала в блоках устройства на статистические характеристики выходного импульсного потока устройства.

Генератор 3 цифровых функций формирует тактируемую последовательность чисел Y с заданными законом распределения и автокорреляционной функцией: с нормальным законом распределения и экспоненциальной автокорреляционной функцией. Работа генератора 3 цифровых функций осуществляется по рекуррентному алгоритму

Y- (1 - b)Y ;.,+ X.,

где О b «1, а X . - очередное псевдослучайное равномерно распределенное двоичное число X на третьей группе выходов генератора 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел. При этом среднее значение чисел Y

Y - В 2 2b а автокорреляционная функция

0

5

0

5

0

5

Ф о рмула изобретения

2, Генератор по п. 1, отличающийся тем, что, генератор цифровых функций содержит первый регистр, выходы которого соединены с первой группой входов блока умножения, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора, выходы

которого соединены с информационными входами второго регистра и являются выходами генератора цифровых функций, вход синхронизации которого соединен с входом синхронизации второго регистра, выходы которого соединены с второй группой входов блока умножения, информационные входы гене- 0 ратора цифровых функций соединены с второй группой входов сумматора.

фиг. 2