УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H03M1/04 

1

Изобретение относится к вычислительной технике.

Из1вестный уцравляемый вероятностный преобразователь, содержащий тактовый генератор импульсов, генератор импульсов с регулируемой частотой, датчики потоков случайных импульсов, схемы совпадения, схемы «И, «ИЛИ, регистр, счетчик, схемы «НЕ, вентили, матрицу резисторов, пороговый усилитель, триггеры, имеет ограниченные функциональные возможности и большой Объем используемого оборудования.

В предлагаемом устройстве расширение функциональных возможностей и сокраш,ение объема используемого оборудования достигается тем, что выходы датчиков потоков случайных испульсов соединены с импульсными входами соответствующих схем совпадения, выходы которых подключены ко входам записи единицы триггеров регистра; выходы последних подключены ко входам вентилей и к матрице резисторов, выходы вентилей через схемы «ИЛИ соединены с соответствующими разрядами счетчика; потенциальные входы схем совпадения через первую схему «И подключены к единичному выходу первого триггера, счетный вход которого соединен с тактовым генератором импульсов, а цепь установки единицы соединена с цепью установки нуля второго триггера, нулевой выход которого подключен к первому входу второй схемы «И, а единичный выход - к входу первой схемы второй вход второй схемы «И соединен с цепью установки нзля первого триггера, а

третий вход через пороговый усилитель подключен к выходу матрицы резисторов и через схему «НЕ - ко входу третьей схемы «И, другой вход которой Соединен с выходом счетчика и входом схемы «ИЛИ, другой вход которой подключен к выходу второй схемы «И, а выход - к входу второго триггера и к цепи сброса регистра; выход третьей схемы «И соединен с импульсными входами вентилей, генератор импульсов с (регулируемОй частотой

подключен ко входу счетчика.

На чертеже приведена схема предлагаемого управляемого вероятностного преобразователя. В управляемый вероятностный преобразователь входят следующие элементы: тактовый генератор / импульсов с регулируемой частотой, служащий для задания длительности Д случайного испытания; набор датчиков потоков случайных импзльсов (ДПСИ) 2, формирующих первичные потоки случайных импульсов, интенсивности которых могут регулироваться; ДПСИ 2 соединены со входами импульсно-потенциальных схем 3 совпадения «И и служат для установки требуемой функции

распределения F(t), воспроизводимой управляемым вероятностным преобразователем; схема 4 совпадения «И, соединенная с импульсно-потенциальными схемами 3 совпадения «И и Т1ри,пгерами 5 и 6, «сгорая служит для формирования разрешающего потенциала, подаваемого на схемы 8 совпадения «И при проведении случайного испытания; п-разрядный триггерный регистр 7, поразрядно соединенный с выходами схем 3 совпадения «И и служащий для запоминания номеров схем 3 совпадения, на выходе которых появились сигналы при проведении случайного испытания; вентили 5, служащие для считывания информации из регистра 7; сигналы, появляющиеся на выходах вентилей 8, образуют поток случайных событий, распределенных в пространстве в соответствии с функцией F(t); схема 9 совпадения «И, имеющая два потенциальных входа и один импульсный; схема 10 собирания «ИЛИ на два входа, формирующая сигналы гащения регистра 7; входы схемы 10 «ИЛИ связаны 1C ВЫХОДОМ схемы 9 совпадения «И и с выходом предлагаемого управляемого вероятностного преобразователя; схема 11 совпадения «И, формирующая сигнал опроса регистра 7; пороговый усилитель (ПУ) 12, служащий для формирования потенциала, соответствующего единице, когда в регистр 7 запИСано более одной единицы, и потенциала, соответствующего нулю, при записи в регистр 7 только одной единицы или нулей во все разряды; матрица 13 сопрот1ивлвний, анализирующая состояние регистра 7 н подключенная к единичным выходам триггеров этого регистра; выход матрицы 13 подключен ко входу ПУ 12; схема 14 «НЕ, инвертирующая выходной сигнал порогового усилителя 12; схемы 15 собирания «ИЛИ, связанные с выходами триггеров регистра 7 через вентили 5 считывания, и служащие для преобразования в двоичный код номера той единственной схемы 3 совпадения «И, на вход которой от ДПСИ 2 поступил импульс при проведении очередного случайного испытания при условии, что на другие схемы совпадения импульсы от соответствующих ДПСИ 2 не поступили, либо для записи нулевого кода в счетчик 16, если ни на одну из схем 5 «И не поступили сигналы от ДПСИ 2 при очередном случайном испытании; нулевой код залисывается в счетчик также в том случае, когда к моменту прихода выходного сигнала управляемого вероятностного преобразователя в регистре 7 было записано более одной (единицы, так как в это.м случае содержимое регистра гасится; генератор 17 импульсов с регулируемой частотой, соединенный со входом счетчика 16 и служащий для его заполнения и для изменения интенсивности выходного потока импульсов предлагаемого управляемого вероятностного преобразователя без изменения характера функции распределения случайных интервалов между импульсами.

Управляемый вероятностный преобразователь работает следующим образом.

В момент, когда триггеры 5, 6 находятся в единичном состоянии, оба входа схемы 4 совпадения «И поданы разрешающие потенциалы, соответствующие единице, и, следовательно, импульсно-потепциальные схемы 3 совпадения «И оказываются открытыми по потенциальным входам. Поэтому импульсы, поступающие от ДПСИ 2 на входы схем 3 совпадения «И могут записать единицы в триггеры

соответствующих разрядов регистра 7. Первый же сигнал, поступивщий от тактового генератора 1 импульсов в течение времени, когда триггеры 5, 6 находились одновре.менно в единичном состоянии, переводит эти триггеры

в нулевое состояние, и схема 4 совпадения «И закрывает по потенциальным входам схемы 3 совпадения «И.

Для анализа состояния регистра 7 используют матрицу 13 сопротивлений и ПУ 12. С

матрицы 13, подключенной к единичным выходам триггеров регистра 7, на вход ПУ 12 подается напряжение

где Р

- число записанных в регистр 7 единиц; - напряжение, соответствующее

единице в триггере регистра 7. Если выбрать порог срабатывания t/nop. ПУ 12 таким, чтобы выполнялось неравенство:

- Cft Unof СА ,

то при записи в регистр 7 более одной единицы с выхода ПУ 12 на вход схемы 9 совпадения «И поступит разрешающий потенциал, и эта схема окажется открытой по двум потенциальным входам сигналами от ПУ 12 и от

триггера 6.

Следующий импульс, поступивший от тактового генератора / импульсов, вновь установит триггеры 5, 6 & единичное состояние и через схему 10 со-барания «ИЛИ (погасит регистр 7.

Поскольку триггеры 5, 6 вновь находятся в единичном состоянии, то в регистр 7 снова может записываться информация. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока к моменту прихода очередного импульса от тактового генератора / импульсов регистр 7 не окажется в таком состоянии, когда только в одном из его разрядов записана единица, т. е. пока не произойдет такое случайное испытание, во время которого поступит сигнал только от одного ДПСР1 2. В этом случае ПУ 12 закрывает схему 9 совпадения «И и очередной сигнал от генератора / устанавливает триггеры 5, 6 Е нулевое состояние. Поскольку схема 9 совпадения «И закрыта

сигналом запрещения от ПУ 12, то, следовательно, триггер 6 не может быть установлен в единичное состояние импульсами, поступающими от генератора /. В этом случае триггер 5, имеющий счетный вход, может переходить

из одного состояния в другое, а триггер 6 будет находиться в нулевом состоянии до тех пор, пока не поступит выходпой сигнал управляемого вероятностного преобразователя, являющийся импульсом переполнения счетчика 16. По зтому сигналу триггер 6 через схему 10 «ИЛИ устаигпливается в единичное состояпие и, так как схема И «И открыта сигналом от схемы 14 «НЕ, то из регистра 7 информация будет переписана в счетчик 16, после чего информация в регистре гасится (на чертеже линия задержки сигнала гашения регистра 7 относительно сигнала считывания пз него информации не показана).

Возможны следующие ситуации в момент поступлепия спгнала переполнения счетчика 16.

1.Триггер 5 - в единичном состоянии; триггер 6 - в единичном состоянии.

В этом случае импульс переполнения счетчика 16 подтверждает единичное состояние триггера 5 и, в зависимости от состояния регистра 7 - открыта схема // совпадения «И или нет, - либо опрашивает регистр 7, либо просто гасит в нем информацию. Если к моменту поступления выходного импульса управляемого вероятностного преобразователя все разряды регистра 7 паходились в нулевом состоянии или только в одном из его разрядов была записана единица, то эта информация передается в счетчик 16 для преобразования во временной интервал.

2.Триггер 5 - в нулевом состоянии; триггер 6 - в нулевом состоянии.

В этом случае импульс переполнения счетчика через схему 10 «ИЛИ установит триггер 6 в единичное состояние, передаст информацию из регистра 7 в счетчик 16, если в регистре 7 к этому времени хранилось не более одной единицы (в этом случае схема 11 совпадения «И открыта) и погасит содержимое регистра 7. После прихода импульса от генератора 1 триггер 5 устапавливается в едппичное состояние и начинается новое случайное испытание.

3.Триггер 5 - в единичном состоянии; триггер 6 - в нулевом состоянии.

Выходной сигнал управляемого вероятностного преобразователя устанавливает триггер 6 в единичное состояние, начиная тем самым новое случайное испытапие; если в регистре 7 было записано не более одной единицы, то информация из регистра переписывается в счетчик 16, после чего содержимое регистра гасится.

4.Триггер 5 - в нулевом состоянии; триггер 6 - в единичном состоянии.

В этом случае импульс переполнения счетчика 16 подтверл дает единичное состояние триггера 6, считывает информацию из регистра, если схема 11 совпадения «И открыта, п затем гасит содержимое регистра. Иовое случайное испытание начинается носле установления триггера 5 в едипичпое состояние очередпым сигналом от генератора /.

Во всех случаях, если к моменту появления импульса переполнения счетчика 16 - выходного сигнала предлагаемого управляемого вероятностного преобразователя, в регистре 7 хранилось более одной едиптщы, содержимое этого регистра гасится, и счетчик 16, перешедший при переполнении в нулевое состояние, начинает заполняться вновь, что соответствует появлению в выходном формируемом потоке

временного интервала максимальной длительности.

В предлагаемом управляемом вероятностном преобразователе воспроизводимая функция распределения F(t) задается регулированием интенсивностей первичных случайных импульсных потоков, поступающпх от ДПСИ 2. Для правильной работы предлагаемого управляемого преобразователя частота генератора 17 импульсов должна быть, по крайней

мере, на порядок ниже частоты генератора 1 импульсов, определяющей длительность случайного испытания.

Предмет изобретения

Управляемый вероятностный преобразователь, содержащий тактовый генератор nMnyvibсов, генератор импульсов с регулируемой частотой, датчики потоков случайных импулысов,

схемы совпадения, схемы «И, «ИЛИ, регистр, счетчик, схемы «ИЕ, вентили, матрицу резисторов, пороговый усилитель, триггеры, отличающийся тем, что, с. целью |расширения функциональных возможностей и сокращения

объема используемого оборудования, выходы датчиков потоков случайных импульсов соединены с импульсными входами соответствующих схем совпадения, выходы которых подключены ко входам записи едиппцы триггеров

регистра; выходы последних подключепы ко входам вентилей п к матрице резисторов, выходы вентилей через схемы «ИЛИ соединены с соответствующими разрядами счетчика; потенппальные входы схем совпадения через

первую схему «Р1 подключены к единичному выходу первого трпггера, счетный вход которого соединен с тактовы.м генератором импульсов, а цепь установки единицы соединена с цепью установки нуля второго триггера, пулевой выход которого подключеп к первому входу второй схемы «И, а единичный выход - к входу первой схемы второй вход второй схемы «И соединен с цепью установки нуля первого триггера, а третий вход через пороговый усилитель подключен к выходу матрицы резисторов и через схему «НЕ - ко входу третьей схемы «И, другой вход которой соединен с выходом счетчика и входом схемы «ИЛИ, другой вход которой подключен к выходу второй схемы «И, а выход - к в.ходу второго триггера и к цепи сброса регистра; выход третье схемы «И соединен с импульсными входами вентилей, генератор импульсов с регулируемой частотой подключен ко входу

счетчика.