Генератор случайного потока импульсов Советский патент 1991 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в информационно-измерительной технике и является усовершенствованием изобретения по авт. ев, № 1552361.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора путем обеспечения возможности задания случайного закона модуляции формируемого потока импульсов.

На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема генератора случайного потока импульсов; на фиг. 2 - схема примера конкретной реализации блока выбора канала.

Генератор случайного потока импульсов содержит последовательно соединенные первый датчик 1 случайных чисел, первый цифроаналоговый преобразователь 2, первый блок 3 сравнения и первый фор- мирователь 4 импульсов, первый датчик 5 экспоненциального напряжения, последовательно соединенные второй датчик 6 экспоненциального напряжения и второй блок 7 сравнения, второй вход которого соеди- нем с выходом второго цифроаналогового преобразователя 8, вход которого соединен с выходом второго датчика 9 случайных чисел, второй формирователь 10 импульсов, последовательно соединенные первый зле- мент И 11, элемент ИЛИ 12, третий датчик 13 случайных чисел, третий блок 14 сравнения, D-триггер 15 и второй элемент И 16, первый элемент 17 задержки, группу кодовых шин 18, соединенную с второй группой входов блока 19 формирования модулирую щего потока импульсов, последовательно соединенные третий элемент И 20, второй элемент 21 задержки, четвертый элемент И 22 и четвертый датчик 23 случайных чисел, триггер 24, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом четвертого элемента И 22 и с первым входом третьего элемента И 20, второй вход и выход которого соединены соответствен- но с выходом второго элемента И 16 и с первым входом триггера 24, второй вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 12, выход которого соединен с входом первого датчика 1 случайных чисел, с входом первого датчика 5 экспоненциального напряжения, с входом второго датчика 6 экспоненциального напряжения, с входом второго датчика 9 случайных чисел и с входом первого элемента 17 задержки, выход которого соединен с вторым входом D-триг- гера 15, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента И 11, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя 4 импульсов.

Выход второго блока 7 сравнения соединен с входом второго формирователя 10 импульсов, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 16, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 12 и с первым входом блока 19 формирования модулирующего потока импульсов, второй вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 12. Выходы четвертого датчика 23 случайных чисел соединены с первой группой входов блока 19 формирования модулирующего потока импульсов, группа выходов которого соединена с второй группой входов третьего блока 14 сравнение. Выход датчика 5 экспоненциального напряжения соединен с вторым входом первого блока 3 сравнения.

Блок 19 формирования модулирующего потока импульсов содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ 25, счетчик 26 импульсов и мультиплексор 27, элемент 28 задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 25, второй вход которого является первым входом блока 19 формирования модулирующего потока импульсов, первый вход которого соединен с входом счетчика 26 импульсов, выход которого соединен с входом элемента 28 задержки.

Мультиплексор 27 содержит группу переключателей 29.1-29.т, соединенных с входами блока 30 выбора каналов.

Блок 30 выбора каналов (фиг. 2) содержит последовательно соединенные дешифратор 31, группу блоков 32.1-32.m элементов ИЛИ, группу блоков 33.1-33.m элементов И и блок 34 элементов ИЛИ, выходы которого являются выходами блока 30 выбора каналов, первой и второй группами выходов которого являются входы дешифратора 31 и группы блоков 33.1-33.m элементов И.

Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.

Счетчик 26 импульсов блока 19 формирования модулирующего потока импульсов устанавливается в исходное нулевое состояние. В нулевое состояние устанавливается также триггер 24. Первый и второй датчики 1 и 9 случайных чисел при подаче на их вход (опроса) импульса с выхода элемента ИЛИ 12 вырабатывают независимые равномерно распределенные случайные числа.

На выходах первого и второго цифро- аналоговых преобразователей 2 и 8 формируются аналоговые сигналы, амплитуды которых пропорциональны сформированным случайным числам. Синхронно с первым и вторым датчиками 1 и 9 случайных чисел включаются первый и второй датчики

5и 6 экспоненциального напряжения, амплитуды выходных сигналов которых возрастают по экспоненциальным законам. Выбор экспоненциальных законов определяется в соответствии с требуемыми параметрами формируемого устройством случайного потока импульсов. При этом первый датчик 5 экспоненциального напряжения вырабатывает напряжение, отвечающее параметрам закона распределения основного потока импульсов. Второй датчик

6экспоненциального напряжения вырабатывает напряжение, которое используется для выработки пуассоновского потока импульсов, изменяющего (модулирующего) распределение основного потока импульсов. Сигналы с выходов первого и второго датчиков 5 и 6 экспоненциального напряжения, а также с цифроаналоговых преобразователей 2 и 8 поступают на первый и второй блоки 3 и 7 сравнения соответственно. В моменты равенства напряжений, поступающих на первые и вторые входы блоков 3 и 7 сравнения, каждый из этих блоков сравнения вырабатывает сигнал, поступающий затем соответственно на первый и второй формирователи 4 и 10 импульсов.

Прохождение импульса, выработанного формирователем 4 или формирователем 10 импульсов, на выход устройства организуется в соответствии с требуемым законом модуляции (смешивания) основного и модулирующего основной потоков импульсов. Реализация требуемого закона модуляции производится следующим образом. Очередным выходным импульсом устройства с выхода элемента ИЛИ 12 запускается третий датчик 13 случайных чисел, с выхода которого двоичное равномерно распределенное число а поступает на первую группу входов третьего блока 14 сравнения. На второй группе входов блока 14 сравнения устанавливается число Р, определяющее долю модулирующего потока в основном потоке импульсов. Выбор конкретного значения числа Р1, устанавливаемого на втором входе блока 14 сравнения, производится путем подключения при помощи мультиплексора 27 соответствующего сигнала с группы 18 кодовых шин.

По результату сравнения числа а с числом Р единичный импульс на выходе блока 14 сравнения вырабатывается в том случае, если а Р. Если а Р, т& блок 14 сравнения импульса не вырабатывает. Сигнал с выхода блока 14 сравнения подается на первый (информационный) вход D-триггера 15, на второй вход (синхронизации) которого подается выходной сигнал устройства.

Подключение к второй группе входов блока 14 сравнения соответствующих сигнальных шин, каждая совокупность которых принадлежит определенной кодовой шине 5 группы кодовых шин 18 устройства, обеспечивается блоком 19 формирования модулирующего потока импульсов, который рлботает следующим образом.

Вероятность Р им еет следующий

0 смысл: Р о вероятность появления в основном потоке очередной серии модулирующих импульсов; P I -условная вероятность появления второго модулирующего импульса в сер 1и при условии, что перед этим уже был

5 один модулирующий импульс; P j-условная вероятность появления (j+1)-ro модулирующего импульса при условии, что ему предшествовало ровно j последовательных модулирующих импульсов.

0Выбор сигнальной шины 18 I группы кодовых шин с установленной на ней вероятностью P J (которые отвечают 1-й кодовой шине) и подключение ее через мультиплексор 27 к блоку 14 сравнения производится

5 при помощи счетчика 26 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 16 и поэтому при появлении модулирующего импульс; число в нем увеличивается на единицу. Вход сброса счетчи0 ка 26 импульсов подкпчэчен к выходу элемента И 11 (через элемент ИЛИ 25) и поэтому появление импульсов основного потока будет переводить счетчик импульсов в нулевое состояние. Кроме того, в нулевое

5 состояние счетчик 26 1мпульсов переводится и при накоплении в нем числа, соответствующего уменьшению условной вероятности Р до уровня Р О. Таким образом, увеличение содержимого счетчика 26

0 импульсов происходит только при условии последовательного следования импульсов, модулирующих основной поток.

Для обеспечения случайного характера изменений совокупность вероятностей {Pj}i,

5 установленных на сигнальных шинах каждой из группы 18 кодовых шин, введены последовательно соединенные третий элемент И 20, элемент 21 задержки, четвертый элемент И 22 и четвертый датчик 23 случай0 ных чисел, а также триггер 2, осуществляющие управление мупьтиплексором 27 следующим образом.

Очередной импульс модулирующего потока с выхода элемента И 16 поступает че5 рез открытый элемент И 20 на первый вход (S-вход) триггера 24. Сигнал нового состояния триггера 24 отключает элемент И 20 от выхода элемента И 16 и пропускает задержанный в элементе 21 задержки импульс через открытыйэлемент И 22 на вход опроса

датчика 23 случайных чисел, который вырабатывает случайное равномерно распределенное число. Это случайное число поступает на первую группу входов мультиплексора 27, определяя номер I для выбора кодовой шины группы 18. На управляющем входе мультиплексора 27 устанавливается при этом содержимое счетчика 26 импульсов, соответствующее номеру j сигнальной шины из соответствующей кодовой шины 18.1.

В соответствии со значением номера j каждый из группы блоков 29.1-29.п переключения пропускает на свой выход J-ю сиг- нальную шину, выбор которой производится в блоке 30 выбора каналов, который работает следующим образом.

Случайное число поступает на дешифратор 31 и возбуждает одну из его 2 К выходных шин, где К - разрядность представления случайного числа. При условии К m (m - число групп входов дешифратора 31) возбуждение одной из

первых -гг выходных шин дешифратора 31 соответствует случаю 1 1, второй группы из -гг выходных шин дешифратора 31 соот14ветствует случаю i - 2 и т.д. Данное условие реализуется подсоединением к управляющим входам группы блоков 33.1-33.m элементов И соответствующих групп выходов дешифратора 31, сгруппированных при помощи элементов ИЛИ 32.1-32.т.

. Формула изобретения

Генератор случайного потока импульсов по авт. св. NS 1552361 .отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем обеспечения возможности задания случайного закона модуляции формируемого потока импульсов, в него дополнительно

введены последовательно соединенные третий элемент И, второй элемент задержки, четвертый элемент И и четвертый датчик случайных чисел, триггер, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом четвертого элемента И и с первым входом третьего элемента И, оторой вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго элемента И и с первым входом триггера, второй

вход которого соединен с выходом первого элемента И, выходы четвертого датчика случайных чисел соединен ы с первой группой входов блока формирования модулирующего потока импульсов.

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора случайного потока импульсов путем обеспечения возможности задания случайного закона модуляции формируемого потока импульсов. В генератор случайного потока импульсов введены последовательно соединенные элемент И 20, элемент 21 задержки, элемент И 22 и датчик 23 случайных чисел, а также триггер 24, обеспечивающие управление модулирующим потоком импульсов. Кроме того, генератор содержит датчики 1, 9 и 13 случайных чисел, цифроаналоговые преобразователи 2 и 8, блоки 3, 7 и 14 сравнения, формирователи 4 и 10 импульсов, датчики 5 и 6 экспоненциального напряжения, элементы И 11 и 16. эпементы ИЛИ 12 и 25, D-триггер 15, элементы 17 и 28 задержки, группу кодовых шин 18, блок 19 формирования модулирующего потока импульсов, счетчик 26 импульсов, мультиплексор 2,7, группу переключателей 29.1-29.m и блок 30 выбора каналов. 2 ил. fe Й- О ю ON СО Оч ю

ф

Л