Генератор случайного процесса Советский патент 1988 года по МПК G06F7/58 

4

ю

со

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении моделирующей аннаратуры для решения задач исследо вания и оптимизации структуры сложны систем, для автоматизации испытаний на вибрационные, ударные, электрические и другие виды воздействий.

Цель изобретения - упрощение гене ратора.

На чертеже представлена структурная схема генератора.

Генератор содержит датчик 1 равномерно распределенных: случайных чисел, блок 2 памяти, генератор 3 ямпульсов, делитель 4 частоты, счетчик 5 импульсов, преобразователи 6 и 7 код - напряжение, регистры 8 и 9 счетчик 10, блок 11 памяти, делитель

12частоты, триггеры 13 и 14, элемент И 15, элемент ИЛИ 16, формирователь 17 импульсов, регистр 18, регистр 19 памяти, блок 20 сумматоров по модулю 2.

Генератор работает следующим образом.

На каждом цикле работы происходит развертывание во времени постоянного периода, формирование на этом периоде импульса со случайной длительностью, амплитудой и полярностью и определение случайных параметров импульса следующего цикла. Начало развертывания константы соответствует началу формирования импульса. Сигналом для начала очередного i-ro цикла является установка триггера 13 в единичное- состояние. В это время в регистр 9 заносится код, определяющий длительность i-ro импульса выходног процесса, в регистр 19 - код, задающий амплитуду этого импульса, тригге 14 устанавливается в случайное равновероятное состояние, определяющее полярность i-ro импульса случайного процесса, а в счетчик 5 из регистра 19 заносится код константы, заданной на все время данного режима генерации и записанной в регистр 18 при настройке устройства.

Тактовые импульсы с выхода генератора 3 импульсов через делитель 4 частоты поступают, на вычитающий вход счетчика 5, производя последователь- ное вычитание единиц из этого счетчика. Единичное состояние триггера

13обуславливает прохождение тактовых импульсов через элемент И 15 на

5

0

0

5 0

0 5

е

5

0

информационный вход делителя 12 частоты, осуществляющего деление тактовой частоты с коэффициентом, код которого хранится в регистре 9. Счетчик 10 формирует последовательно адреса для блока 11 памяти, по которым производится считывание кодов, задающих форму выходного импульса, считанные из блока 11 памяти коды заносятся в регистр 8. С выхода регистра 8 коды поступают на вход блока 20 и без преобразования поступают на младшие разрядные входы преобразователя 6 код - напряжение в том случае, если триггер 14 находится в единичном состоянии или инвертируется блоком 20, если триггер 14 установлен в нулевое состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 14 поступает на стар- П1ий разрядный вход преобразователя 6 код - напряжение, который работает в биполярном режиме. Нулевой уровень на выходе преобразователя 6 формируется при коде, содержащем единицу в старшем разряде и нули во всех остальных разрядах. Таким образом, при наличии нуля в старщем разряде, нули - во всех остальных разрядах. Таким образом, при наличии нуля в старшем разряде преобразователя 6 на его выходе формируется отрицательное напряжение и для сохранения правильности формы выходного импульса коды, поступающие во все его остальные, кроме старщего разряды, дотганы быть в этом случае.проинвертйрованными. На выходе преобразователя 7 код-напряжение формируется напряжение, пропорционсшьное напряжению на его входе опорного напряжения и усиленное в соответствии с кодом, храня-. щимся на протяжении данного цикла в третьем регистре 18.

Из блока 11 памяти последовательно считываются коды всех его ячеек, эти коды через первый регистр 8 и блок 20 поступают поочередно на вход преобразователя 6 и на выходе устройства формируется импульс, форма которого определяется значением кодов, считываемых из блока 11 памяти, амплитуда - кодом, хранящимся в регистре 18, длительность - коэффициентом деления делителя 12 частоты, код которого хранится в регистре 9,

а полярность -состояние триггера 14. Б результате появления импульса на выходе переполнения счетчика 10

происходит установка нулевого сое- тояния триггера 13, вследствие чего запрещается прохождение тактовых импульсов на вход делителя 12 частоты и формирование импульса на выходе устройства заканчивается.

Далее следует формирование паузы в течение времени, равного интервалу между моментом появления сигнала на выходе переполнения счетчика 5 и моментом формирования сигнала на выходе переполнения счетчика 10. В результате последовательного вычитания единиц счетчик 5 постепенно уменьшает свое состояние. При этом на выходе устройства устанавливается нулевой уровень, для этой цели в

.последней ячейке блока 2 памяти должен быть записан нулевой код. При достижении счетчиком 5 нулевого состояния по следующему тактовому импульсу на его выходе переполнения формируется сигнал, по которому происходит генерация случайного числа,

.считывание по сформированному случайному адресу кода амплитуды для i + 1-го цикла работы из блока 2 памяти и занесение этого кода в регистр 18. По заднему фронту импульса появившегося на выходе переполнения счетчика 5 на выходе формирователя 17 импульсов формируется импульс, по которому происходит генерация нового случайного числа, считывание по сформированному случайному адресу из блока 2 памяти кода, задающего длительность импульса на i + 1-м цикле работы, занесение этого кода в регистр 9, установка случайного равновероятного состояния триггера 14 и запись в реверсивный счетчик 5 кода константы из четвертого регистра 19.

Кроме того, происходит установка единичного состояния триггера 13, в результате чего разрешается прохождение тактовых импульсов на вход второго делителя 12 частоты и начинается i + 1-и цикл работы устройства.

Формула изобретения

Генератор случайного процесса, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого делителя частоты, первый и второй регистры, первьй и второй счетчики импульсов, первый и вт(з- рой блоки памяти, третий регистр, выход которого соединен с информационным входом первого преобразователя код - напряжение, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора он содержг.т первый и второй триггеры, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, элемент И, второй делитель частоты, второй преобразователь код - напряжение, регистр памяти, блок сумматоров по модулю два, причем выход первого разряда датчика равномерно распределенных случайных чисел соединен с мнфор- мационным входом первого триггера,, вход синхронизации которого соединен с выходом формирователя :1мпульсов s

первым входом элемента ИЛИ,, входе:/ синхронизации первого регистра м подключен к первому входу Чтение первого блока памяти, выход первого регистра соединен с входом задания

коэффициента деления, второго делителя частоты, информациомный вход которого соединен с выходом элемента И, первьй вход которого с седине -: с выходом генератора тглульсов., ннверсный выход первого триггера соединен с первым входом блока сут- матерОБ по модулю два, выходь; которо -о соединены с младшими разрядными входами второго преобразователя код - наприжение, старший разрядный вход кото-- рого соединен с прямьм выходом первого триггера, выход второго преобразователя °код - напряжение соединен с входом задания опорного напряжения

первого преобразователя код - напряжение, выход которого является выходом генератора, выход датчика равномерно распределенных случайных чисел соединер; с адресным входом первого блока памяти, второй вход Чтение которого соединен с вторым входом элемента ИШ1, выход переполнения второго счетчика соединен с входом установки в I второго триггера, входом синхронизации третьего регистра, входом формирователя импульсов и подключен к выходу переполнения второго счетчика, выход элемента ИЛИ соединен с входом Опрос

датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход первого блока памяти соединен с информационньми входами первого и третьего регистров, выход второго делителя частоты сое514291136

;динен с входом синхронизации второго о второго триггера, выход которого

;регистра и второго блока памяти исоединен с вторым входом элемента И,

.:подключен к входу первого счетчика,выход первого делителя частоты соеди:информационный выход которого соеди-нен с вычитающим входом второго счет:нен с адресным входом второго блокачика, вход предварительной установки

;памяти, выход которого соединен скоторого соединен с выходом регист информационным входом второго регист-ра памяти, выход второго регистра

ipa, выход переполнения первого счет-соединен с вторым входом блока сумIчика соединен с входом установки в Qматоров по модулю два.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении моделирующей аппаратуры для решения задач исследования и оптимизации структуры сложных систем, для автоматизации испытаний на вибрационные, ударные и другие вчцы воздействия. Цель изобретения - упрощение генератора. Генератор содержит датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел, два блока 2, 11 памяти, генератор 3 импульсов, два делителя 4, 12 частоты, три регистра 8, 9, 18, регистр 19 памяти, два триггера 13, 14, формирователь 17 импульсов, два счетчика 5,10 импульсов, два преобразователя 6,7 код - напряжение, элемент И 15, элемент ШШ 16, блок 20 сз мматоров по модулю два. Поставленная цель достигается за счет введения новых § блоков и функциональных связей, 1 ип. СО