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

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в информационно-измерительной технике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа законов распределения формируемых потоков импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема генератора случайного потока импульсов; на фиг. 2 - график закона распределения формируемого потока импульсов.

Генератор случайного потока импульсов (фиг. 1) содержит последовательно соединенные первый датчик 1 случайных чисел, первый цифроаналоговый преобразователь 2, первый блок 3 сравнения и первый формирователь 4 импульсов, первый датчик 5 экспоненциального напряжения, последовательно соединенные второй датчик 6 экспоненциального напряжения и второй блок 7 сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя 8, вход которого соединен с выходом второго датчика 9 случайных чисел, второй формирователь 10 импульсов, последовательно соединенные первый элемент И 11, элемент ИЛИ 12 третий датчик 13 случайных чисел, третий блок 14 сравнения, D-триггер 15 и второй элемент И 16. элемент 17 задержки, последовательно соединенные четвертый блок 18 сравнения, первый блок 19 вычисления функции и блок 20 элементов ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с выходами второго блока 21 вычисления функции, кодовую шину 22, соединенную с второй группой входов четвертого блока 18 сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами третьего блока 13 сравнения, группой входов первого блока 19 вычисления функции и группой входов второго блока 21 вычисления функции, вход которого соединен с вторым выходом четвертого блока 18 сравнения. Вход первого датчика 1 случайных чисел соединен с входом первого датчика 5 экспоненциального напряжения, выходом элемента ИЛИ 12, входом второго датчика 6 экспоненциального напряжения, входом второго датчика 9 случайных чисел и входом

Ё

Os

4j

J СА 01 Ю

К5

элемента 17 задержки, выход которого соединен с вторым входом D-триггера 15, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента 1/111, 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. Выходы блока 20 элементов ИЛИ соединены с второй группой входов третьего блока 14 сравнения. Выход первого датчика 5 экспоненциального напряжения соединен с вторым входом первого блока 3 сравнения.

Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.

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 цифроана- логовых 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 5 и б экспоненциального напряжения, амплитуды выходных сигналов которых возрастают по экспоненциальным законам. Выбор параметров экспоненциальных сигналов производится в соответствии с требуемыми параметрами формируемого устройством случайного потока импульсов. При атом первый датчик 5 экспоненциального напряжения вырабатывает напряжение, отвечающее параметрам основного закона распределения. Второй датчик 6 экспоненциального напряжения вырабатывает напряжение, которое используется для выработки пуассоновского потока импульсов, изменяющего (искажающего) закон распределения 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 блоков сравнения вырабатывает сигнал, поступающий затем соответственно на первый и второй формирователи 4 и 10 импульсов.

Прохождение импульса, выработанного формироваголем 4 или 10 импульсов, на выход устройств организуется всоотретствии с требуемым яаконом смещения оснивно0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

О

to и искажающего основной пауссонов- ских потоков импульсов. Реализаций требуемого закона смещения производится следующим образом. Очередным выходным импульсом устройства запускается третий датчик 13 случайных чисел, с выхода которого двоичное равномерное распределенное число до поступает на первую группу входов третьего блока 14 сравнения.

При выработке на выходе датчика 13 случайных чисел случайного числа до оно сравнивается с задаваемой на кодовой шине 22 величиной оп/(оп + сгпр ) в четвертом блоке 18 сравнения, где ап , апр - параметры левой и правой ветвей функции распределения соответственно (фиг. 2). Если до ал/( оп -f Onp ) , то сигнал с уровнем логической единицы вырабатывается на первом выходе четвертого блока 18 сравнения. По адресному сигналу, образованному этим сигналом и величиной до , на выходе первого блока 19 вычисления функции вырабатывается результирующий сигнал

.. / v л 1 а-чгпр-до()

/Ч# J - -Ол

где а - параметр положения центра функции распределения

При до 5гс7л/(ал +Г7пр) сигнал.с уровнем логической единицы вырабатывается на втором выходе четвертого блока 18 сравнения. Тогда по адресному сигналу, образованному этим сигналом и величиной до, на выходе второго блока 21 вычисления функции вырабатывается результирующий сигнал

Уа- а+апр-ДО(стпР+стл .

В остальных случаях на выходе блока 19 или 21 вычисления функции вырабатываются нулевые сигналы.

Таким образом, на выходе блока 20 элементов ИЛИ формируются значения функции распределения, имеющей несимметричный вид.

При /4(дО)ДО на выходе третьего блока

14сравнения вырабатывается уровень логической единицы, который переводит D-триггер

15в единичное состояние, а при ,м(ДО)5до D- триггер 15 устанавливается в нулевое состояние.

Сигнал с выхода блока 14 сравнения подается на первый вход (D-вход) D-триггера 15. На второй вход (синхронизации) D- триггера 15 подается выходной сигнал устройства, задержанный элементом 17 задержки на интервал, равный суммарному времени задержки третьего датчика 13 случайных чисел и блока 14 сравнения. При поступлении атого импульса на вход синхронизации D-триггер 1В устанавливается в единичное или нулевое состояние в зависимости от сигнала на его D-входе и остается в этом состоянии до прихода следующего сигнала на его вход синхронизации, Единичное или нулевое состояние D- триггера 15 открывает элемент И 11 или элемент И 16 соответственно, обеспечивая тем самым прохождение очередного импульса, принадлежащего основному или искажа- ющему основной потоку импульсов. Организация прохождения очередного импульса от элемента И 11 или элемента И 16 на выход устройства осуществляется при помощи элемента ИЛИ 12. Очередной им- пульс с выхода элемента ИЛИ 12 запускает датчики 1 и 9 случайных чисел, а также датчики 5 и 6 экспоненциального напряжения для формирования очередного импульса устройства.

Таким образом, обеспечивается формирование сложного потока импульсов, который описывается несимметричной функцией распределения.

Блоки 19 и 21 вычисления функции pea- лизованы в виде ПЗУ, программирование

которых производится в соответствии с выражениями для ы(#), приведенными выше.

Формула изобретения Генератор случайного потока импульсов по авт. св. № 1487155, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения числа законов распределения формируемых потоков импульсов, в него дополнительно введены последовательно соединенные четвертый блок сравнения, первый блок вычисления функции и блок элементов ИЛИ, второй блок вычисления функции, выходы которого соединены с второй группой входов блока элементов ИЛИ, выходы которого соединены с второй группой входов третьего блока сравнения, первая группа входов которого соединена с группой входов первого блока вычисления функции, группой входов второго блока вычисления функции и первой группой входов четвертого блока сравнения, второй выход и вторая группа входов которого соединены соответственно с входом второго блока вычисления функции и с кодовой шиной.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в информационно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем увеличения числа законов распределения формируемых потоков импульсов - достигается введением в генератор случайного потока импульсов блока 18 сравнения, блоков 19 и 21 вычисления функции, блока 20 элементов ИЛИ и образованием новых функциональных связей. На чертеже также показаны 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, элемент ИЛИ 12, D-ТРИГГЕР 15, ЭЛЕМЕНТ 17 ЗАДЕРЖКИ. 2 ИЛ.

0-I

Фиг. I

S9j

TrJf