Генератор пуассоновского потока импульсов Советский патент 1993 года по МПК H03K3/84 

Ё

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет расширения класса формируемых потоков импульсов. Цель достигается тем, что в генератор пуассоновского потока импульсов введены генератор 15 тактовых импульсов, счетчик 16 импульсов, регистр 18 сдвига, блок 19 умножителей, сумматор 20. умножитель 21 и элемент 17 задержки. Устройство также содержит датчики 1, 9 случайных чи-. сел, цифроаналоговые преобразователи 2, 10, блоки 3,11,14 сравнения,генераторы 7, 13 экспоненциального напряжения, формирователи 5,12 импульсов, прерыватель 4, ключ б. 1 ил.

Х| 00

о

О

4

CJ

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике, может быть использовано для формирования случайного потока импульсов.

Известно устройство; содержащее последовательно соединенные первый датчик случайных чисел (ДСЧ), первый ЦАП , первый блок сравнения, прерыватель, формирователь импульсов, выход которого соединен с входом первого ДСЧ, а через первый генератор экспоненциального напряжения с вторым входом первого блока сравнения, ключ, второй ДСЧ, второй ЦАП, второй блок сравнения, второй формирователь импульсов, второй генератор экспоненциального напряжения, вход запуска которого соединен с выходом ключа, а выход - с вторым входом блока сравнения, и третий блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом ключа.

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно формирует относительно узкий класс случайных потоков. Это объясняется тем, что устройство моделирует процесс поступления и обслуживания заявок в системах массового обслуживания. При этом предполагается, что интенсивность обслуживания не зависит от текущей частоты появления заявок. На практике важное значение имеют системы обслуживания, в частности, с участием человека, когда интенсивность обслуживания заявок корректируется текущей частотой их поступления..

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет расширения класса формируемых потоков импульсов.

Цель достигается тем, что в устройство введены ГГИ, счетчик импульсов, элемент задержки, умножитель, регистр сдвига, группа умножителей и сумматор, при этом вход элемента задержки и управляющий вход регистра сдвига соединены с информационным входом ключа, ГТИ соединен с информационным входом счетчика импульсов, вход установки в ноль которого соединен с выходом элемента задержки, а выход - с информационным входом регистра сдвига, выход которого через группу умножителей соединен с входом сумматора, выход которого соединен с первым входом умножителя, включенного вторым входом и выходом между выходом второго датчика случайных чисел и входом второго ЦАП.

Кроме того, в известной литературе не обнаружено устройств, в которых цель изобретения достигалась введением такой же совокупности существенных признаков.

Следовательно, предложение отвечает критерию существования отличий.

На чертеже представлена электрическая структурная схема генератора.

Генератор пуассоновского. потока импульсов содержит последовательно соединенные первый ДСЧ 1, первый ЦАП 2, первый блок 3 сравнения, прерыватель 4. первый формирователь 5 импульсов, выход

0 которого соединен с входом запуска первого ДСЧ 1, а через первый генератор 7 экспо- ненциального напряжения - с вторым входом первого блока 3 сравнения, ключ 8 и второй ДСЧ 9, последовательно соединен5 ные второй ЦАП 10, второй блок 11 сравнения, второй формирователь 12 импульсов, а выход - с вторым входом второго блока 11 сравнения, и третий блок 14 сравнения, выход которого соединен с управляющим вхо0 дом ключа 8, последовательно соединенные ГТИ 15, счетчик 16 импульсов, вход установки в ноль которого соединен с информационным входом ключа 8 через элемент 17 задержки, регистр 18 сдвига, управляющий

5 вход которого соединен с входом элемента 17задержки, блок 19умножителей21, включенный между выходом второго ДСЧ 9 и входом второго ЦАП 10. Все элементы устройства являются стандартными элемента0 ми вычислительной техники.

Работает генератор пуассоновского потока импульсов Следующим образом. .

При подаче на вход опроса первого ДСЧ 1 и первого генератора 7 импульса запуска

5 первый вырабатывает случайное число с равномерным распределением в интервале (0,1), а второй - экспоненциально нарастающее напряжение, которое сравнивается в первом блоке 3 с преобразованным в анало0 говую форму в первом ЦАП 2 сигналом от первого ДСЧ 1.

В момент сравнения на выходе первого формирователя 5 появляется импульс, что приводит к повторению описанных выше

5 процессов. Таким образом, на выходе первого формирователя 5 формируется случайный поток импульсов с пуассоновским распределением, которому соответствует экспоненциальное распределение интерва0 лов между импульсами, параметры которого задаются параметрами первого генератора 7.

В исходном состоянии на выходе третьего блока 14 сравнения наблюдается уро5 вень логического О, поэтому ключ 8 открыт и первый из импульсов проходит на вход опроса второго ДСЧ 9, изменяя его состояние, и на вход запуска второго генератора 13. При отклонении сигнала на выходе второго генератора от нулевого на выходе

третьего блока 14 формируется уровень логической 1 и ключ 8 закрывается. В момент равенства сигналов на входах второго блока 11 на выходе второго формирователя 12 формируется импульс, который поступа- ет на выход генератора и соответствует моменту окончания обслуживания заявки. Этот же импульс сбрасывает второй генератор 13, что приводит к открыванию ключа 8. Описанные выше процессы многократно повторяются.

Регулирование интенсивности обслуживания заявок производится следующим образом.

В исходном состоянии в регистр сдвига занесены числа, которые, будучи умножены на коэффициенты в умножителях блока 19 и просуммированы в сумматоре 20, задают исходный коэффициент умножения для умножения 21, например, равный единице. Далее по мере формирования импульсов на выходе первого формирователя 5 из счетчика 16 в регистр 18 записываются числа, которые соответствуют временному интервалу между импульсами. После записи очередного числа счетчик 16 обнуляется. Сформированные числа поочередно сдвигаются в регистре 18 и, таким образом, в нем постоянно находятся несколько чисел, которые соответствуют длинам нескольких теку- щих интервалов между поступающими заявками.

Если эти интервалы относительно малы, то на выходе сумматора 20 формируется относительно небольшое число, что приво- дит к уменьшению случайного уровня сигна- ла на выходе второго ЦАП 10 и, следовательно, к тенденции более быстрого появления импульса на выходе второго формирователя 12 относительно импульса на выходе ключа 8.

В противном случае , когда на выходе сумматора 20 уровень сигнала увеличивается, наблюдается тенденция к увеличению интервалов времени на обслуживание заяв- ки.

Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности генератора за счет расширения класса формируемых потоков импульсов.

Экономический эффект от использования изобретения может быть оценен суммой сэкономленных средств за счет более оптимального конструирования устройств, при проектировании которых используется более точная модель реального потока обслуживаемых заявок с учетом саморегулирования интенсивности обслуживания.

Формула изобретения Генератор пуассоновского потока импульсов, содержащий последовательно соединенные первый датчик случайных чисел, первый цифроаналоговый преобразователь, первый блок сравнения, прерыватель, первый формирователь импульсов, ключ и второй датчик случайных чисел, последовательно соединенные второй цифроаналоговый преобразователь, второй блок сравнения, второй формирователь импульсов, второй генератор экспоненциального напряжения и третий блок сравнения, выход которого подключен к управляющему входу ключа, вход которого соединен через первый генератор экспоненциального напряжения с вторым входом первого блока сравнения, выход второго генератора экспоненциального напряжения подключен к второму входу второго блока сравнения, выход первого формирователя импульсов подключен к входу первого датчика случайных чисел, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, регистр сдвига, блок умножителей, сумматор и умножитель, а также элемент задержки, вход которого соединен с управляющим входом регистра сдвига, выход элемента задержки соединен с входом установки счетчика импульсов, при этом вход умножителя подключен к выходу второго датчика случайных чисел, а выход подключен к входу второго цифроаналогового преобразователя.