Генератор случайного потока импульсов Советский патент 1990 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в вычислительной технике и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1487155.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности изменения закона распределения формируемого потока импульсов.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема генератора случайного потока импульсов;на фиг. 2 - структурная электрическая схема примера реализации формирователя кодов.

Генератор случайного потока импульсов (фиг.1) содержит последовательно соединенные первый датчик t случайных чисел, первый цифроана- логовый преобразователь 2, первый блок 3 сравнения и первый формирователь 4 импульсов, первый датчик 5 экспоненциального напряжения, последовательно соединенные второй датчик 6 случайных чисел, второй цифро- аналоговый преобразователь 7, второй блок 8 сравнения и второй формирователь 9 импульсов, второй датчик 10 экспоненциального напряжения, последовательно соединенные четвертый датчик 11 случайных чисел, третий цифроаналоговый преобразователь 12, четвертый блок 13 сравнения и третий формирователь 14 импульсов, третий датчик 15 экспоненциального напряжения, первый элемент И 16, второй элемент И 17, первый вход которого соединен с третьим входом третьего элемента И 18, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ 19 и с первым входом формирователя 20 кодов, третий датчи

0

5

0

5

21 случайных чисел, выходы которого соединены с первой группой входов третьего блока 22 сравнения и с второй группой входов пятого блока 23 сравнения, элемент 24 задержки, выход которого соединен с первым входом первого D-триггера 25 и с вто- рым входом второго D-триггера 26, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом второго элемента И 17 и с вторым входом третьего элемента И 18. Выход второго элемента И 17 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 19 и с вторым входом формирователя 20 кодов, третий вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 19 и с выходом первого элемента И 16, второй и первый входы которого соединены соответственно с выходом первого формирователя 4 импульсов и с первым выходом первого D-триггера 25, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 22 сравнения, вторая группа входов которого соединена с второй группой выходов формирователя 20 кодов, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов пятого блока 23 сравнения, выход которого соединен с первым входом второго D-триггера 26. Второй выход первого D-триггера 25 соединен с третьим входом третьего элемента И 18, первый вход которого соединен с выходом третьего формирователя 14 импульсов. Выходы первого, второго и третьего датчиков 5, 10 и 15 экспоненциального напряжения соединены с вторыми входами соответственно перво- 5 го, второго и четвертого блоков 3, 8 и 13 сравнения. Выход второго формирователя 9 импульсов соединен с вторым входом второго элемента И 17. Выход элемента ИЛИ 19 соединен с вхо0

5

0

5

дами датчики 1, Ь, 21 и 11 случайн чисел, датчиков Ь, 10 и 15 экспоненциального напряжения и с входом элемента 24 задержки.

Формирователь 20 кодов (фиг.2) сдержит с первого по шестой блоки 27 32 элементов И, первый 33 и второй блоки элементов ИЛИ, выходы которог являются первой группой выходов формирователя 20 кодов, второй группой выходов которого являются выходы второго блока 33 элементов ИЛИ, первая, вторая и третья группы входов которого соединены соответственно с выходами первого, третьего и пятого блоков 27, 29 и 31 элементов И, входы синхронизации которых являются сответственно третьим, вторым и первым выходами формирователя 20 кодов и соединены с входами синхронизации соответственно второго, четвертого и шестого блоков 28, 30 и 32 элементов И, выходы которых соединены соответственно с первой, второй и третьей группами входов второго блока 34 элементов ИЛИ. На группах входов всех блоков 27-32 элементов И устанавливаются необходимые коды.

Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.

Перед началом работы на кодовых шинах (группах входов блоков 27-32 элементов И) формирователя 20 кодов устанавливается коды взаимных условных вероятностей генерации очередного импульса потока, принадлежащего основному,первому или второму вспомогательным (модулирующему основной) потокам при различных условиях: предыдущий импульс генератора принадлежал основному потоку; предыдущий импульс генератора принадлежал первому вспомогательному потоку; предыдущий импульс генератора..принадлежал второму вспомогательному потоку. Если ввести обозначения для вероятностей наступления событий, связанных с генерацией очередного импульса потока устройства, при указанных условиях в виде

Р(0|0), Р(0|1Ь), Р(); Р(1Ь|0), P(1b/1b), P(1b|2b); Р(2ЫО), Р(2Ь|1Ь), Р(2Ь|2Ь),

0

0

5

где Р(1Ь|0) - вероятность генерации импульса, принадлежащего перно- му вспомогательному (модулирующему) потоку, при условии, что предыдущий импульс устройства был импульсом основного потока, то значения, устанавливаемые на группах входов блоков 27-32 элементов И, есть величины, ранные P(OlO), P(U|0) + P(1blO), P(OMb), P(Ollb) +Р(1Ы1Ь),Р(0|2Ь), P(0|2b) +P(Jbl2b) соответственно.

Первый, второй и четвертый датчики I, 6 и 11 случайных чисел при 5 подаче на их вход (опроса) импульса с выхода элемента ИЛИ 19 вырабатывают независимые равномерно распределенные случайные числа.

На выходах первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей 2, 7 и 12 формируются аналоговые сигналы, амплитуды которых пропорциональны сформированным случайным числам. Синхронно с первым, вторым и четвертым датчиками 1, 6 и 11 случайных чисел включаются первый, второй и третий датчики 5, 10 и 15 экспоненциального напряжения, амплитуды выходных сигналов которых возраста- 0 ют по экспоненциальным законам. Выбор экспоненциальных законов определяется в соответствии с требуемыми параметрами формируемого устройством случайного потока импульсов. При этом 5 первый датчик 5 экспоненциального напряжения вырабатывает напряжение, отвечающее параметрам распределения основного (пуасс.оновского) потока им- пульсов.Второй и третий датчики 10 0 и 15 экспоненциального напряжения вырабатывают напряжения, которые используются для выработки пуассонов- ских потоков импульсов, изменяющих (модулирующих) закон распределения 5 основного потока импульсов. Сигналы с выходов первого, второго и третьего датчиков 5, 10 и 15 экспоненциального напряжения, а также с цифроаналоговых преобразователей 2, 7 и 12 0 поступают на первый, второй и четвертый блоки 3, 8 и 13 сравнения соответственно.

В моменты равенства напряжений, поступающих на первые и вторые входы 5 названных блоков сравнения, каждый из этих блоков вырабатывает сигнал, поступающий затем соответственно на первый, второй и третий формирователи 4, 9 и 14 импульсов.

Прохождение импульса, выработанного формирователем 4, 9 или 14 импульсов, на выход устройства организуется в соответствии с требуемым законом смешения (модуляции) основного и модулирующих основной пуассо- новских потоков импульсов.

Реализация требуемого закона смешения (модуляции) -производится еле- дующим образом.

Очередным выходным импульсом устройства запускается третий датчик 21 случайных чисел, с выхода которого двоичное равномерно распредепенное число Ы. поступает на. группы входов третьего и пятого блоков 22 и 23 сравнения. Па другие группы входов блоков 22 и 23 сравнения с выходов формирователя 20 кодов поступает одна и пар кодов вероятностей p(U|U), P(OlU) + P(1blU)J , P(UHb) , P(OMb) + гиЬ|1Ь)(012Ь) , P() + P(1b|2b).Блок 22 сравнения выраоатывает сигнал, если величина сА/ меньше первого элемента кода сформированной на выходе формирователя 20 кодов пары вероятностей. Блок 23 сравнения вырабатывает сигнал при условии, что величина oi меньше вели чины второго элемента кода пары вероятностей. Сформированные блоками -22 и 23 сравнения сигналы подаются на D-входы D-триггеров 25 и 26, обеспечивая установление их в соответ- ствующие состояния, которые управляют открытием и закрытием элементов И 16-18 для сигналов, поступающих на них с формирователей 4, 3 и 14 импульсов. Синхронизация работы D-триг геров 25 и 26 организуется при помощи подачи на их входы синхронизации задержанных элементом 24 задержки стробирующих импульсов выходного

потока устройства.

i

На выход устройства через элемент ИЛИ 19 поступает сигнал с того формирователя 4, 3 или 14 импульсов, которому соответствует открытьй элемент И 16, 17 или 18. Одновременно с поступлением сигнала с выхода одного из элементов И 16-18 через элемент ИЛИ 19 на выход устройства, этот сигнал поступает также на один из входов формирователя 20 кодов, что и обуславливает формирование на выходах формирователя 20 кодов соответствующей пары вероятностен, оп

0

5

0

5 0 35 0

5

0

5

ределяющей долю смещения основного и вспомогательных потоков. Выбор указанной пары вероятностей производится путем открытия (входным сигналом на одном из входов формирователя 20 кодов) блоков 27 и 28, 29 и 30 или 31 и 32 элементов И и передачей соответствующих кодов, установленных на группах входов последних, через блоки 33 и 34 элементов ИЛИ на группы выходов формирователя 20 кодов.

Таким образом, предлагаемый генератор позволяет формировать потоки импульсов, в которых модуляция обусловлена одновременным воздействием двух модулирующих потоков

Формула изобретения

1,. Генератор случайного потока импульсов по авт.св. № 1487155, о т- л имеющийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности изменения закона распределения формируемого потока импульсов, в него дополнительно введены третий датчик экспоненциального напряжения, последовательно соединенные четвертый датчик случайных чисел, третий цифро- аналоговый преобразователь, четвертый блок сравнения, третий формирователь импульсов, третий элемент И, формирователь кодов, пятый блок сравнения и второй D-триггер, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом второго элемента И и с вторым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен с вторым выходом первого D-триггера, первый вход которого соединен с вторым входом второго D-триггера, второй вход четвертого блока сравнения соединен с выходом третьего датчика экспоненциального напряжения, вход которого соединен г входом четвертого датчика случайных чисел и с выходом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с первым входом формирователя кодов, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым и первым входами элемента ИЛИ, вторая группа выходов формирователя кодов , соединена с второй группой входов третьего блока сравнения, первая группа входов которого соединена с

второй группой входов пятого блока сравнения.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что формирователь кодов содержит шесть блоков элементов И, первый блок -элементов ИЛИ и второй блок элементов ИЛИ, первая, вторая и третья группы входов которого соединены с соответствующими выходами соответственно второго, четвертого и шестого блоков элементов И, входы синхронизации

которых являются соответственно третьим, вторым и первым входами формирователя кодов и соединены с входами синхронизации соответственно первого, третьего и пятого блоков элементов И, выходы которых соединены соответственно с первой,второй и третьей группами входов первого блока элементов ИЛИ, выходы которого являются второй группой выходов формирователя кодов, первой группой выходов которого являются выходы второго блока элементов ИЛИ.

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности изменения закона распределения формируемого потока импульсов, которая достигается "подмешиванием" к импульсам основного потока импульсов двух вспомогательных потоков, формируемых за счет введения в устройство четвертых датчика 11 случайных чисел и блока 13 сравнения, третьих цифроаналогового преобразователя 12, датчика 15 экспоненциального напряжения, элемента И 18 и формирователя 14 импульсов, формирователя 20 кодов, пятого блока 23 сравнения и второго D-триггера 26, а также образования новых функциональных связей. На чертеже также показаны: датчики 1, 2 и 21 случайных чисел, цифроаналоговые преобразователи 2, 7, блоки 3, 8 и 22 сравнения, формирователь 4 и 9 импульсов, датчики 5 и 10 экспоненциального напряжения, элементы И 16 и 17, элемент ИЛИ 19, D-триггер 25 и элемент задержки 24. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

WF

р

Фае. I