Генератор случайного потока импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K3/84 

Ј

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа законов распределения формируемых потоков импульсов - достигается введением в генератор случайного потока импульсов датчика 18 случайных чисел, блока 19 определения координат, блока 20 вычисления функции и образования новых функциональных связей. Генератор также содержит датчики 1,9 и 12 случайных чисел, цифроаналоговые преобразователи 2 и 8, блоки 3, 7 и 14 сравнения, датчики 4 и 6 экспоненциального напряжения, формирователи 5 и 10 импульсов, элементы И 11 и 16, элемент ИЛИ 12, триггер 15, элемент задержки 17. 1 ил.

4 СО

Ю 4

Ю

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительной и информационно-измерительной технике.

По основному авт.св. № 1487155 изве- стен генератор случайного потока импульсов, содержащий первый датчик случайных чисел, выход которого соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым вхо- дом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика экспоненциального напряжения, первый формирователь импульсов, второй датчик экспоненциального напряжения, вы- ход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго цифро- аналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом второго дат- чика случайных чисел, вход которого соединен с входом элемента задержки, входом третьего датчика случайных чисел, входом второго датчика экспоненциального напряжения, входом первого датчика экспонен- циального напряжения, входом первого датчика случайных чисел и выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом элемента задержки и с выходом третьего блока сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с кодовой шиной и выходом третьего датчика случайных чисел, выход первого блока сравнения соединен с входом первого формирователя импульсов, вы- ход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход второго блока сравнения соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И.

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, обусловленные относительно малым числом законов распределения формируемых потоков импульсов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные четвертый датчик случайных чисел, вход которого объединен с входом третьего датчика случайных чисел, блок определения координат и блок вычисления функции, выход

которого соединен со вторым входом третьего блока сравнения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора случайного потока импульсов.

Генератор случайного потока импульсов 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 датчик 18 случайных чисел, блок 19 определения координат и блок 20 вычисления функции, выходы которого соединены с второй группой входов третьего блока 14 сравнения, а вход четвертого датчика 18 соединен с входом третьего датчика 13, выход первого формирователя 4 импульсов соединен с первым входом первого элемента И 11, второй вход которого соединен с вторым выходом D-триггера 15, второй вход которого соединен с выходом элемента 17 задержки, вход которого соединен с входом второго датчика 9 случайных чисел, входом второго датчика 6 экспонен: циального напряжения, входом первого датчика 5 экспоненциального напряжения, входом первого датчика 1 случайных чисел и выходом элемента ИЛИ 12, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 16, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя 10 импульсов, вход которого соединен с выходом второго блока 7 сравнения, Выход первого датчика 5 экспоненциального напряжения соединен с вторым входом первого блока 3 сравнения.

Блок 19 определения координат и блок 20 вычисления функции могут быть выполнены в виде ПЗУ, запрограммированных для определения Pi и fip (Pi).

Остальные блоки устройства являются стандартными блоками вычислительной и импульсной техники.

Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.

Первый 1 и второй 9 датчики случайных чисел при подаче на их вход (опроса) импульса с выхода элемента ИЛИ 12 вырабатывают независимые равномерно распределенные случайные числа.

На выходах первого 2 и второго 8 циф- роаналоговых преобразователей формируются аналоговые сигналы, амплитуды которых пропорциональны сформированным случайным числам. Синхронно с первым 1 и вторым 9 датчиками случайных чисел включаются первый 5 и второй 6 датчики 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 основного закона распределения, второй датчик 6 - напряжение, которое используется для выработки пуассоновского потока импульсов, изменяющего (искажающего) закон распределения основного потока импульсов. Сигналы с выходов первого 5 и второго 6 датчиков 5 и 6 экспоненциального напряжения, а также с цифроаналоговых преобразователей 2 и 8 поступают на первый 3 и второй 7 блоки сравнения. В моменты равенства напряжений, поступающих на первые и вторые входы блоков 3 и 7 сравнения, каждый из этих блоков сравнения вырабатывают сигнал, поступающий затем на первый 4 и второй 10 формирователи импульсов.

Прохождение импульса, выработанного формирователем 4 или 10 импульсов, на выход устройства организуется в соответствии с требуемым законом смешения основного и искажающего основной пуассоновских потоков импульсов.

Реализация требуемого закона смешения производится следующим образом.

Очередным выходным импульсом устройства запускаются третий 13 и четвертый 18 датчики случайных чисел, С выхода третьего датчика 13 двоичное равномерно распределенное число к поступает на первую группу входов третьего блока 14 сравнения. На другой группе входов блока 14 сравнения устанавливается текущее значение функции принадлежности /«р (Pi)i которое вычисляется в блоке 20 вычисления функции. Для этого в блоке 19 определения координат по величине ys определяются координаты носителя по сигналу четвертого датчика 18, которое вырабатывает равномерно распределенное случайное число yi

Р (а+ а)-2 ffyi,

где а, а- параметры функции принадлежности, характеризующие центр группирова- ния и разброс элементов множества значений вероятностей.

Эти координаты используются в блоке 20 вычисления функции для вычисления

(РО- 1 - IP ga -При /а ,цр (Pi) на

выходе блока 14 сравнения вырабатывается уровень 1 ,что означает непоявление искажающего импульса в результирующем потоке импульсов. В противном случае вырабатывается уровень О.

Сигнал с выхода блока 14 сравнения подается на 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 третьего блока 14 сравнения. При поступлении этого импульса на вход синхронизации D-триггера 15 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, обеспечивая прохождение очередного импульса, принадлежащего основному или искажающему 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 импульс 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, благодаря введению новых блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку искаженный результирующий поток импульсов формируется при нечетком знании вероятности появления искажающих импульсов. Это расширяет класс формируемых потоков импульсов.

При этом расширяются функциональные возможности. Так, в известном устройстве (Mp(Pi) и к жестко связаны, поскольку Pi является функцией к. Поэтому по величине /а заранее можно определить соотношение сигналов на входах блока 14. В предложенном устройстве Pi от к не зависит. Поэтому, если использовать одинаковые датчики 13 и 14 с одинаковой начальной установкой, то предложенное устройство формирует тот же случайный поток, что и в известном устройстве, но благодаря неодинаковым датчикам или неодинаковой начальной установке значительно расширяются функциональные возможности.

0

5

Формула изобретения Генератор случайного потока импульсов по авт.св. Ns 1487155, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения числа законов распределения формирующих потоков импульсов, в него дополнительно введены последовательно соединенные четвертый датчик случайных чисел, блок определения координат и блок вычисления функции, выходы которого соединены с второй группой входов третьего блока сравнения, вход четвертого датчика случайных чисел соединен с выходом элемента ИЛИ.