ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Советский патент 1969 года по МПК H03K3/84 

Известные датчики случайных чисел содержат генератор шумов, создающий некоторый случайный флуктуирующий уровень, схему преобразования этого уровня в импульсы и триггер, подсчитывающий данные импульсы.

Предложенный датчик случайных чисел отличается от из1вестных тем, что он содержит формирователь стробирующих импульсов случайной длительности, распределенной по нормальному закону, выход которого подключен ко второму входу схемы совпадения, его первый вход подключен к генератору щумов, а второй - к источнику тактовых импульсов цифровой вычислительной машины. Для получения импульсов случайной длительности, линейно зависящей от случайного уровня флуктуирующего потенциала (шума) в момент действия заднего фронта тактовых импульсов датчик содержит схему совпадения, вырабатывающую импульсы случайной амплитуды, выпрямительную цепочку, образованную конденсатором и диодом сетка-катод триода, формирующую треугольные импульсы случайной длительности; усилитель в ключевом режиме, с выхода которого снимаются импульсы прямоугольной формы случайной длительности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема датчика случайных чисел; на фиг. 2 - схема формирователя стробирующих импульсов датчика случайных чисел.

Датчик содержит генератор шумов 1, формирователь 2 стробирующих импульсов случайной длительности, схему совпадения 3, триггер 4, генератор импульсов 5 и схему совпадения 6.

С выхода генератора шумов поступает флуктуирующий потенциал на первый вход формирователя 2, на второй вход которого поступают тактовые импульсы с цифровой вычислигельной машины.

С выхода формирователя 2 поступают импульсы случайной длительности на второй вход схемы совпадения 3, яа первый вход которой поступают импульсы постоянной частоты с генератора 5. С выхода схемы совпадения 3 пачка импульсов стандартной формы и амплитуды поступает на одноразрядный двоичиый счетчик (триггер 4). Потенциал с выхода триггера поступает на схему совпадения 6. К моменту прихода тактового импульса с

вычислительной мащины на другой вход схемы совпадения 6 пачка импульсов, поступающая на триггер, успевает закончиться, и триггер устанавливается в одно из состояний. Это состояние прочитывается схемой совпадения

имлульса с выхода датчика на крайний разряд регистра вычнслительной машины. Затем на вычислительной машине происходит сдвиг, и датчик последовательно (разряд за разрядом) образует случайное число.

Формирователь стробируюш;их импульсов (см. фиг. 2) случайной длительности, распределенной по нормальному закону, состоит из схемы совпадения, выполненной на диодах Д1 и Д2 и сопротивлении, выпрямительной цепочки, образованной конденсатором С и диодом сетка-катод триода, и усилителя в ключевом режиме на триоде. Флуктуирующий потенциал поступает на вход А схемы совпадения, на вход В поступает тактовый импульс с вычислительной машины.

С выхода схемы совладения (точка 1 на фиг. 2) получаем импульс, совпадающий по времени с тактовым импульсом вычислительной машины, но с амплитудой, равной случайному уровню флуктуирующего потенциала в момент действия заднего фронта тактового импульса.

Передний фронт полученного импульса вызывает лишь небольшое изменение потенциала сетки лампы Л, так как прямое сопротивление сетка-катод триода оказывает шунтирующее действие.

Задний фронт импульса передается полностью и «вызывает отрицательный перепад напряжения на сетке лампы Л, который затем по экспоненте приближается к нулевому значению за счет разряда емкости С через сопротивление.

Участок экспоненты можно с большой точностью принять за прямую.

Таким образом, импульс на выходе формирователя стробирующих импульсов (анод

лампы Л) линейно зависит от случайного потенциала в момент действия заднего фронта тактового импульса.

Предмет изобретения

1.Датчик случайных чисел для цифровых вычислительных машин, содержащий генератор шумов, схему совпадения, формирующую пачки импульсов, первый вход которой соединен с генератором регулярных импульсов, а выход ее соединен с триггером пересчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия работы датчика, он содержит формирователь стробирующих импульсов случайной длительности, распределенной по нормальному закону, выход которого подключен ко второму входу схемы совпадения, его первый вход подключен к генератору шумов, а второй вход подключен к источнику тактовых импульсов цифровой вычислительной машины.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения импульсов случайной

длительности, линейно зависящей от случайного уровня флуктуирующего потенциала (шума) в момент действия заднего фронта тактовых импульсов, в нем формирователь стробирующих импульсов случайной длительности содержит схему совпадения, вырабатывающую импульсы случайной амплитуды, выпрямительную цепочку, образованную конденсатором и диодом сетка-катод триода, формирующую треугольные импульсы случайной длительности; усилитель в -ключевом режиме, с выхода которого снимаются импульсы прямоугольной формы случайной длительности.