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

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен генератор случайного потока импульсов, содержащий последовательно соединенные датчик случайных чисел, блок умножения, блок сравнения и элемент И, счетчик и элемент задержки, входы которых объединены и соединены с вторым выходом датчика случайных чисел, а выходы соединены с вторыми входами соответственно блока сравнения и элемента И.

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что оно формирует случайный поток импульсов, но при использовании генератора в качестве устройства для моделирования реального процесса работы оператора с позиции формирования потока допускаемых им ошибок не позволяет определить оценку такой важной характеристики, как вероятность ошибки на частном интервале моделирования, например на частном интервале At в конце полного интервала моделирования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что, в устройство дополнительно введены последовательно соединенные первый дополнительный элемент И, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый дополнительный счетчик, делитель и регистр, последовательно соединенные дешифратор, вход которого соединен с выходом счетчика, и первый триггер, выход которого соединен с третьего входом элемента И, второй триггер, первый вход которого соединен с выходом первого дополнительного элемента 1/1, а выход - соединен со вторым входом первого дополни- .тельного элемента И, последовательно соединенные дополнительный элемент задержки, третий триггер, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй дополнительный элемент И, второй дополнительный счетчик и сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого дополнительного счетчика, а выход - соединен со вторым входом делителя, элемент ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго триггеров и с входом дополнительного элемента задержки, а также третий дополнительный счетчик, информационный вход которого соединен с выходом счетчика, с первым входом элемента ИЛИ и со вторым входом второго дополнительного элемента И, выход переполнения соединен с входом управления записью регистра и с входом останова датчика случайных чисел, вход установки в ноль которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ и с входами установки в ноль генератора случайного потока импульсов, счетчика, первого, второго и третьего дополнительных счетчиков и регистра.

На чертеже приведена электрическая структурная схема предлагаемого генератора случайного потока импульсов.

0Генератор случайного потока импульсов содержит последовательно соединенные датчик 1 случайных чисел, умножитель 2, блок 3 сравнения и первый элемент И 4. первый счетчик 5, выход которого соединен

5 с вторым входом блока 3 сравнения, первый элемент задержки б, вход которого соединен с информационным входом счетчика и с вторым выходом датчика 1 случайных чисел, а выход соединен с вторым входом элемента

0 и 4, датчик 1 содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ) 7, выход которого является вторым выходом датчика 1, и датчик 8 случайных сигналов, выход которого является первым

5 выходом датчика 1, последовательно соединенные второй элемент И 9, первый вход которого соединен с выходом элемента И 4, второй счетчик 10, делитель 11 и регистр 12, последовательно соединенные дешифратор

0 13, вход которого соединен с выходом счетчика 5, и первый триггер 14, выход которого соединен с третьим входом элемента И 4, второй триггер 15, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 4,

5 а выход соединен с вторым входом элемента И 9, последовательно соединенные элемент ИЛИ 16, выход которого соединен с вторыми входами первого 14 и второго 15 триггеров, второй элемент задержки 17, третий

0 триггер 18, второй вход которого соединен с выходом блока 3 сравнения, третий элемент И 19, третий счетчик 20 и сумматор 21, второй вход которого соединен с выходом счетчика 10, а выход соединен с вторым

5 входом делителя 11, а также четвертый счетчик 22, информационный вход которого соединен с выходом переполнения счетчика 5, с вторым входом элемента И 19 и с входом элемента ИЛИ 16, выход соединен с входом

0 разрешения записи регистра 12 и с входом останова ГТИ 7, вход запуска которого соединен с входом 23 запуска генератора случайного потока импульсов, с вторым входом элемента ИЛИ 16 и с входами установки в

5 ноль счетчиков 5, 10, 20, 22.

Все вновь введенные блоки являются стандартными блоками импульсной и вычислительной техники. Информация, достаточная для проектирования дешифратора 13 указана ниже.

Работает генератор случайного потока импульсов следующим образом.

Предварительно поясним сущность дополнительно выполняемых функций, а именно вычисления условной вероятности совершения ошибки оператором на конечном участке моделируемого интервала времени работы при условии, что на начальном участке моделируемого интервала времени работы ошибок он не совершил. Начало конечного участка формирует дешифратор 13, который настроен на определенный момент времени, формируемый счетчиком 5 импульсов. Конец рассматриваемого участка времени совпадает с окончанием моделируемого интервала времени, работы оператора и фиксируется импульсом переполнения от счетчика 5 импульсов. Счетчик 10 импульсов предназначен для подсчета количества циклов моделирования, в которых оператор допустил ошибку на конечном участке моделируемого интервала, счетчик 20 импульсов предназначен для подсчета циклов моделирования, в которых оператор не допустил ни одной ошибки, счетчик 22 импульсов предназначен для подсчета общего количества циклов моделирования, его емкость определяется задаваемой точностью вычисления условной вероятности совершения ошибки оператором на конечном участке моделируемого интервала времени работы. По импульсу запуска запускается ДСЧ 1, а триггер 15, триггер 18 устанавливаются в состояние логической единицы, триггер 14 в состояние логического нуля и происходитустановка в исходное состояние всех счетчиков 5, 10, 20, 22 и регистра 12 памяти, ч.--.-.. Датчик 1 вырабатывает случайные числа с равномерным распределением в интервале (0, 1). Эти числа умножаются на масштабирующий множитель 2. Одновременно с этим заполняется счетчик 5, который вырабатывает нарастающий сигнал. В результате на выходе блока 3 сравнения формируется случайный логический уровень. После задержки сигнала датчика 1 в

элементе задержки 6 на время переходных процессов в элементах 2, 3 этот сигнал проходит на вход счетчика 10 через элемент И 4, если на выходах блока 3 сравнения и триггера 14 имеется уровень логической

единицы, и через элемент И 9, если на выходе триггера 15 имеется также уровень логической единицы, и увеличивает состояние счетчика 10 на единицу.

Импульс переполнения от счетчика 5

п роходит на вход счетчика 20 через элемент И 19, если на выходе триггера 18 имеется уровень логической единицы, и увеличивает его состояние на единицу, а также переводит в единичное состояние триггер 15 и

триггер 18, а также проходит на вход счетчика 22 и увеличивает его состояние на единицу.

Содержимое счетчиков 10 и 20 поступает на сумматор 21, а затем делитель 11 при поступлении на него содержимого счетчика 10 и сумматора 21 вычисляет условную вероятность совершения ошибки оператором на конечном участке моделируемого интервала времени работы, которая по импульсу переполнения счетчика 22 записывается в регистр 12 памяти. По импульсу переполнения счетчика 22 также происходит останов датчика 1.

Благодаря введению новых блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности генератора, поскольку вычисляется условная вероятность совершения ошибки оператором на конечном участке моделируемого интервала времени работы при условии, что на начальном участке моделируемого интервала оператор ошибок не допустил.

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что в генератор случайного потока импульсов введены элементы И 9, 19, счетчики 10, 20, 22 импульсов, триггеры 14, 15, 18, элемент ИЛИ 16, элемент задержки 17, дешифратор 13, делитель 11 частоты, регистр 12 и сумматор 21. Устройство также содержит датчик 1 случайных чисел, умножитель 2, б., ; 2 сравнения, счетчик 5 импульсов, элемгчт И ; м - зедг-ржки 6. 1 ил.

Формула изобретения Генератор случайного потока импульсов, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, датчик случайных сигналов, блок умножения, блок сравнения и первый элемент И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и выходом первого счетчика импульсов, выходы которого подключены к второй группе входов блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй и третий элементы И, первый, второй и третий триггеры, второй, третий и четвертый счетчики импульсов, дешифратор, делитель частоты, регистр, сумматор, второй элемент задержки и элемент ИЛИ, причем последовательно соединены второй элемент И, второй счетчик импульсов, делитель частоты и регистр, вход установки в О которого соединен с входами установки в О генератора тактовых импульсов, первого, второго, третьего и четвертого счетчиков импульсов и с вторым входом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, с вторым входом третьего элемента И и с информационным входом четвертого счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к входу останова генератора тактовых импульсов и входу управления записью регистра, при этом выходы первого счетчика импульсов подключены через дешифратор к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, вторым входом второго триггера и через второй элемент задержки - с вторым входом третьего триггера, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход третьего

триггера подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом третьего счетчика импульсов, выходы которого подключены к второй группе входов сумматора, первая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика импульсов, выходы сумматора соединены с вторыми входами делителя частоты, выход первого триггера соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И.