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

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования сложных случайных потоков при моделировании систем массового обслуживания.

Известен генератор пуассоновского потока импульсов, содержащий последовательно соединенные первый датчик равномерно распределенных случайных чисел, первый цифроаналоговый преобразователь, первый блок сравнения,- прерыватель, первый формирователь импульсов и первый генератор экспоненциального напряжения, вход которого соединен с первым входом первого ключа, последовательно соединенные второй датчик равномерно распределенных случайных чисел, второй цифроаналоговый преобразователь, второй блок сравнения, второй формирователь импульсов и второй генератор экспоненциального напряжения, выход которого соединен с вторым входом второго блока сравнения, кодовую шину, соединенную с первой группой входов третьего блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого ключа, причем второй вход первого блока сравнения соединен с выходом первого генератора экспоненциального напряжения, вход которого соединен с входом первого датчика равномерно распределенных случайных чисел, последовательно соединённые второй ключ и элемент ИЛИ, последовательно соединенные счетчик импульсов, четвёртый блок сравнения и третий ключ, элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого Соединен с входом второго датчика равномерно распределенных случайных чисел и с вторым входом второго генератора экспоненциального напряжения, первый вход которого соединен с входом элемента задержки и с первым входом счетчика импульсов. выходы которого соединены с второй группой входов третьего блока сравнения, причем выход первого ключа соединен с вторым входом счетчика импульсов и с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом четвертого блока сравнения.

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

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что в устройство введены п-1 дополнительных датчиков пуассоновских импульсов, п-1 дополнительных ключей, информационные входы которых соединены с входами соответствующих датчиков пуассоновских импульсов, п-1 дополнительных блоков сравнения, первые входы которых объединены и соединены с выходом счетчика, вторые входы являются входами задания постоянных, а выходы соединены с управляющими входами соответствующих

0 дополнительных ключей, а также дополнительный элемент ИЛИ, включенный между выходом первого ключа и объединенным входом второго ключа и суммирующим входом счетчика импульсов, при этом выходы

5 п-1 дополнительных ключей соединены с соответствующими входами дополнительного элемента ИЛИ.

На чертеже представлена электрическая структурная схема генератора пуассо0 невского потока импульсов.

Генератор пуассоновского потока импульсов содержит последовательно соединенные датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел, первый

5 цифроаналоговый преобразователь 2, первый блок 3 сравнения, прерыватель 4, первый формирователь 5 импульсов и первый генератор 6 экспоненциального напряжения, первый ключ 7, последовательно соеди0 ненные второй ключ 8, элемент ИЛИ 9, второй датчик 10 равномерно распределенных случайных чисел, второй цифроаналоговый преобразователь 11, второй блок 12 сравнения, второй формирователь 13 им5 пульсов и второй генератор 14 экспоненциального напряжения, последовательно соединенные счетчик 15 импульсов, четвертый блок 16 сравнения и третий ключ 17, второй вход которого соединен с выходом

0 элемента 18 задержки, третий блок 19 сравнения, первая группа входов которого соединена с кодовой шиной 20. Выход первого генератора 6 экспоненциального напряжения соединен с вторым входом первого бло5 ка 3 сравнения. Выход первого формирователя 5 импульсов соединен с первым входом первого ключа 7, выход которого соединен с вторым входом счетчика 15 импульсов. Первый вход последнего сое0 динен с входом элемента 18 задержки и с первым входом второго генератора 14 экспоненциального напряжения, выход и второй вход которого соединены соответственно с вторым входом второго

5 блока 12 сравнения и с выходом элемента ИЛИ 9. Второй вход элемента ИЛИ 9 соединен с выходом третьего ключа 17. Второй вход второго ключа 8 соединен с вторым выходом четвертого блока 16 сравнения. первая группа входов которого соединена с

второй группой входов третьего блока 19 сравнения.

Кроме того, устройство содержит п-1 датчиков 21-1 - 21-(п-1) пуассоновских импульсов, каждый из которых через соответствующий ему дополнительный ключ 22-1 - 22-(п-1) соединен с соответствующим входом многовходового элемента ИЛИ 23, включенного между выходом первого ключа 7 и входами второго ключа 8 и суммирующим входом счетчика 15 импульсов, а также п-1 дополнительных блоков 24-1 - 24-(п-1) сравнения, входы которых соединены с выходом счетчика 15 импульсов, а выходы - с управляющими входами соответствующих п-1 дополнительных ключей 22-1 - 22-(п-1),

Датчики 21-1 - 21-(п-1) имеют конструкцию, соответствующую совокупности элементов 1-6 и связей между ними в основном устройстве. Остальные блоки имеют ту же конструкцию, что и в основном устройстве,

Генератор пуассоновского потока импульсов работает следующим образом.

При включении устройства с помощью прерывателя 4 первый формирователь 5 импульсов выдает импульс на вход первого датчика 1 равномерно распределенных случайных чисел и на вход запуска первого генератора 6 экспоненциального напряжения. Датчик 1 равномерно распределенных случайных чисел вырабатывает возможные значения случайного числа с равномерным распределением в интервале (0,1) в цифровом виде, которые преобразуются в аналоговую величину с помощью цифроаналогового преобразователя 2. Одновременно первый генератор 6 экспоненциального напряжения вырабатывает экспоненциально нарастающее напряжение. При превышении сигналом первого генератора 6 экспоненциального напряжения сигнала, сформированного на выходе цифроаналогового преобразователя 2, на выходе блока 3 сравнения формируется сигнал с уровнем логической 1, который, пройдя через прерыватель 4, преобразуется в импульс формирователем 5 импульсов. Описанные выше процессы повторяются, поэтому на выходе формирователя 5 импульсов образуется случайный поток импульсов, интервалы между которыми подчиняются экспоненциальному распре-, делению с параметрами, определяемыми характеристиками первого генератора б экспоненциального напряжения.

Аналогично работают п-1 датчиков 21-1 - 21-(п-1) пуассоновских импульсов.

В исходном состоянии счетчик 15 обнулен и ключи 7, 8, 22-1 - 22-(п-1) открыты. На выходе элемента ИЛИ 23 формируется суммарный поток импульсов. Импульсы этого потока через ключи 7 и 8 и элемент ИЛИ 9 поступают на вход опроса второго датчика 10 равномерно распределенных случайных 5 чисел и на вход запуска второго генератора 14 экспоненциального напряжения.

При превышении сигналом с выхода второго генератора 14 экспоненциального напряжения сигнала с выхода второго циф- 0 роаналогового преобразователя 11 на выходе блока 12 сравнения сигнал уровня логического О меняется на сигнал уровня логической 1, который преобразуется в импульс вторым формирователем 13 им5 пульсов. Этот импульс сбрасывается и останавливает второй генератор 14 экспоненциального напряжения.

Каждый импульс, прошедший через дополнительный элемент ИЛИ 23, поступает

0 на суммирующий вход счетчика 15 импульсов, а каждый импульс с выхода второго формирователя 13 импульсов - на вычитающий вход счетчика 15 импульсов. Если состояние счетчика 15 импульсов X станет

5 равным К, то сигнал на выходе третьего блока 19 сравнения становится равным уровню логического О, первый ключ 7 закрывается, и импульсы с выхода первого формирователя 5 импульсов не проходят на выход ключа

0 7. Если состояние счетчика X меньше Кп, но приближаться к нему, то при срабатывает блок 24-(п-1) сравнения, при Х Kn-i(Kn-i Кп) срабатывает дополнительный блок 24-(п-2) сравнения и т.д. Этим самым

5 уменьшается интенсивность потока импульсов, формируемого на выходе элемента ИЛИ 23.

Когда состояние счетчика 15 импульсов , то импульс с выхода второго формиро0 вателя 13 импульсов через элемент 18 задержки, открытый третий ключ 17, элемент ИЛИ 9 поступает на входы запуска второго датчика 10 равномерно распределенных случайных чисел и второго генератора 14

5 экспоненциального напряжения, что приводит к формированию очередного импульса на выходе второго формирователя 13 импульсов. При этом, если счетчик 15 импульсов был в состоянии 1 (), то импульс с

0 выхода формирователя 13 импульсов переводит его в состояние О, уровень сигнала на втором выходе четвертого блока 16 сравнения становится равным уровню логического О, третий ключ 17 закрывается и

5 импульс с выхода второго формирователя 13 импульсов, задержанный в элементе 18 задержки, на элемент ИЛИ 9 не проходит. В результате на выходе второго формирователя 13 импульсов образуется случайный поток импульсов, который соответствует

потоку, формируемому на выходе элемента ИЛИ 23, но каждый импульс которого задерживается при этом на случайную величину, соответствующую случайному интервалу от момента запуска второго генератора 14 экспоненциального напряжения до момента превышения сигналом на его выходе сигнала на выходе второго цифроаналогового преобразователя 11. При этом также исключаются импульсы, которые образуются на выходе дополнительного элемента ИЛИ 23 в указанном случайном интервале, определяемом характеристиками второго генератора 14 экспоненциального напряжения, после того как их количество за этот случайный интервал превысит некоторое количество К.

При этом благодаря введению дополнительных блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку формируется более сложный поток импульсов, который соответствует случаю моделирования системы массового обслуживания с ограничением на объем очереди и при работе от нескольких источников с различными приоритетами. Так как источники обладают различными приоритетами, то это позволяет с приближением объема необслуженных заявок к максимально допустимому уровню последовательно отключать от обслуживания источники с более низкими приоритетами, Формула изобретения Генератор пуассоновского потока импульсов, содержащий последовательно сое- диненные первый датчик равномерно распределенных случайных чисел, первый цифроаналоговый преобразователь, первый блок сравнения, прерыватель, первый формирователь импульсов и первый генератор экспоненциального напряжения, вход которого соединен с первым входом первого ключа, последовательно соединенные второй датчик равномерно распределенных случайных чисел, второй цифроаналоговый преобразователь, второй блок сравнения, второй формирователь импульсов и второй генератор экспоненциального напряжения,

выход которого соединен с вторым входом второго блока сравнения, кодовую шину, соединенную с первой группой входов третьего блока сравнения, выход которого

соединен с вторым входом первого ключа, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом первого генератора,экспоненциального напряжения, вход которого соединен с входом первого датчика равномерно распределенных случайных чисел, последовательно соединенные второй ключ и элемент ИЛИ, последовательно соединенные счетчик импульсов, четвертый блок сравнения и третий ключ, элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго датчика равномерно распределенных случайных чисел и с вторым входом второго генератора экспоненциального напряжения, первый вход которого соединен с входом элемента задержки и с первым входом счетчика импульсов, выходы которого соединены с второй группой входов третьего блока сравнения, второй вход счетчика импульсов соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом четвертого блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения числа формируемых потоков импульсов, в него введены п-1 датчиков пуассоновских импульсов, п-1 ключей, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих п- 1.датчиков пуассоновских импульсов, п-1 блоков сравнения, первые входы которых объединены и соединены с выходами счетчика импульсов, вторые входы являются входами задания кода, а выходы соединены с управляющими входами соответствующих п-1 ключей, а также многовходовой элемент ИЛИ, включенный между выходом первого

ключа и входом второго ключа, при этом выходы п-1 ключей соединены с соответствующими входами многовходового элемента ИЛИ.

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано для формирования сложных потоков импульсов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа формируемых потоков импульсов. Генератор пуассоновского потока импульсов дополнительно содержит п-1 датчиков 21-1 - 21-(п-1) пуассоновских импульсов, п-1 ключей 22-1 - 22-{п-1), многовходовой элемент ИЛИ 23, п-1 блоков 24-1 - 24-{п-1) сравнения. Устройство также содержит датчики 1, 10 случайных чисел, цифроаналоговые преобразователи 2,11, блоки 3,12,16,19 сравнения, генераторы 6,14 экспоненциального напряжения, формирователи 5, 13 импульсов, счетчик 15 импульсов, ключи 7, 8, 17, элемент ИЛИ 9 и элемент 18 задержки. 1 ил.