Генератор случайного потока импульсов Советский патент 1991 года по МПК G06F7/58 

Иэобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования потоков отказов аппаратуры.

Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения возможности формирования временных интервалов с законом распределения Вейбулла.

На чертеже представлена структурная схема генератора случайного потока импульсов.

Генератор содержит генератор 1 равномерно распределенных случайных чисел, блок 2 логарифмирования, цифроаналоговый преобразователь 3, делители 4 и 5, инвертор 6, блоки 7 и 8 логарифмирования, схему 9 сравнения, формирователь 10 импульсов, генератор 11 линейно изменяющегося напряжения и элемент 12 задержки.

Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.

Перед началом работы подаются импульсы на вход опроса генератора 1, на вход сброса генератора 11 и на вход элемента 12. Генератор 1 вырабатывает случайное число g , равномерно распределенное в интервале 0-1. Это число в блоке 2 преобразуется в число а In Ј и поступает на вход преобразователя 3. В преобразователе 3 число а преобразуется в постоянное напряжение, которое через делитель 4 поступает на вход блока 7. Уровень U6 напряжения на входе блока 7 сос- ,тавляет

(Л

О

сд

Ј

00

S

и.

к,

где Ко - коэффициент передачи преобразователя 3;

К4 - коэффициент деления делителя 4.

Поступивший на вход блока 7 уровень U логарифмируется, а результат логарифмирования через делитель 5 поступает на второй вход схемы 9. Уровень Ug напряжения на втором входе схемы 9

.Јi

Ks,

«/к

10

U5 - М inUg . (- |JlnJ ;

1

Где K - коэффициент передачи блока 7 К - коэффициент деления делителя 5.

Через элемент 12 запускающий импульс поступает на вход запуска re- ,, нератора 11 и он начинает вырабатывать линейно нарастающее напряжение U((t), которое поступает на вход блока 8 о Напряжение UH(t) связано с временем t, отсчитываемым с момента Наступления запускающего импульса на вход генератора 11 уравнением

20

(- «am )

К4

K8ln(K)(). (3)

Поскольку блоки 7 и 8 идентичны, то выполняется условие К7 К., под этому уравнение (3) можно записать в виде

- Ui s

4 Кз

или (- g.

ln(K,,.t)

К,

(4)

Коэффициенты деления К4 и Kg вырабатываются из условий Kf Ot (5);

ftKl x,s

K --Ј- (6), где и об - параметкнры требуемого закона распределения.

При выполнении условий (5) и (6) уравнение (4) приводит к виду

1Л

t . t() - (- МГ.(7)

Изобретение относится к вычис лительной технике и может быть использовано для моделирования потоков отказов аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности формирования временных интервалов с законом распределения Вейбулла. Генератор содержит генератор 1 равномерно распределенных случайных чисел, блоки 2,7,8 логарифмирования, цифро- аналоговый преобразователь 3, делители 4, 5, инвертор 6, схему 9 сравнения, формирователь 10 импульсов, генератор 11 линейно изменяющегося напряжения и элемент 12 задержки. 1 ил.

U,,t)

K«-S

где К 1( - крутизна генератора 11.

В блоке 8 сигнал Uf1(t) логарифмируется и результат поступает на первый вход схемы 9. Сигнал U6(t) на первом входе схемы 9 равен

Ufi(t) ,,(t) К61п(К„. t),

где Kg - коэффициент передачи блока 8

В момент равенства напряжений U и Uo(t), определяемых уравнениями (1) и (2), на выходе схемы 9 формируется сигнал, под действием которого формирователь 10 вырабатывает импульс, который поступает на выход генерато- ра, на вход опроса генератора 1, на вход сброса и через элемент 12 на вход пуска генератора 11. Напряжение U,, на выходе генератора 11 скачкообразно уменьшается до нуля, а затем вновь начинает линейно нарастать. Генератор 1 вырабатывает новое случайное число. Далее цикл повторяется«

Таким образом, на выходе генерато- ра формируется случайный поток импуль сов, интервалы t времени между которы ми жестко связаны с числами, вырабатываемыми генератором 1. Связь указанных интервалов времени с числами 9 может быть определена из условий равенства напряжений 1)5 и Ug(t). В соответствии с уравнениями (1) и (2) можно записатьI

Решая полученное уравнение относительно У , можно записать

(t) exp (-At). (8)

Совместное решение уравнений (7) (8) дает

W(t) o6t Ciexp()(9)

Из полученного уравнения видно, что предлагаемый генератор обеспечивает формирование случайного потока импульсов, временные интервалы между которыми распределены по закону Вейбулла.

При 6i 1 уравнение (9) приводится к виду

W(t) A exp(-flt)

и предлагаемый генератор формирует временные интервалы с показательным законом распределения.

Формула изобретения

Генератор случайного потока импульсов, содержащий генератор равномерно распределенных случайных чисел, выход которого через последовательно соединенные первый блок логарифмирования и цифроаналоговый преобразователь соединен с входом i первого делителя, схему сравнения,

516

выход Равно которой соединен с - входом формирователя импульса, выход которого является выходом генератора, выход формирователя импульса соединен с входом опроса генератора равномерно распределенных случайных чисел и подключен к входу запуска генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого через второй блок лога рифмирования соединен с первым входом схемы сравнения, выход формирователя импульса через элемент задержки соединен с входом сброса генерато

6

ра линейно изменяющегося напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности формирования временных интервалов с законом распределения Вейбулла, в него введены инвертор, третий блок логарифмирования и второй делитель, причем, выход первого делителя через последовательно соединенные инвертор, третий блок логарифмирования и второй делитель подключен к второму входу схемы сравнения.