МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ Советский патент 1973 года по МПК G06F7/58 

1

Изобретение относится к области генерирования случайных сигналов. Оно может быть использовано при машинном вычислении интегралов, решении систем управлений, статистическом моделировании процессов, исследовании точности, устойчивости, помехозаш,иш,енности и надежности различных систем, а также в других целях.

Известны формирователи, в основу работы которых положен способ многоканального формирования электрических сигналов-аналогов позиционного кода случайных чисел.

Эти формирователи состоят из генератора хаотических импульсных помех (ХИП), соединенного с соответствующим входом выходных ключей, генератора импульсов, выход которого через счетчик, наборное поле, регистр сдвига подключен ко входам выходных ключей, выходы которого через схему «ИЛИ подключены к шинам «сброса регистра сдвига и счетчика.

Требования высокой точности задания вероятностей появления выходных сигналов и их изменения в широких пределах приводят к необходимости в генераторе использовать в качестве элемента отсчета временных интервалов счетчик стабилизированных по частоте импульсов. Если формирователь имеет п каналов, то счетчик должен выдавать п-1 сигналов в моменты времени ti, 4, - n-i- Эти

сигналы поступают на регистр сдвига, формируюш,ий п отпирающих потенциалов длительностью TI, Т2, ... tTi-i, °°, последовательно подаваемых Hia выходные ключи. Ошибка задания любого временного интервала т, определяется выражением

- n-l

(1)

Дг;

N

где Л - емкость счетчика.

При этом следует считать, что ошибка, обусловленная нестабильностью частоты, отсутствует.

Ошибка At может быть уменьшена при определенном времени только путем увеличения емкости счетчика N (при этом очевидно Н1еобходимо увеличить частоту стабилизированных импульсов, что не представляет технических трудностей).

С увеличением п интервалы т; естественно будут уменьшаться по сравнению с 71-1, а значит будет увеличиваться относительная временная погрешность на интервале т,-.

М

с/

Это обстоятельство приводит соответственно

к погрешностям задания вероятностей появления сигналов на выходах формирователя, причем погрешности увеличиваются с увеличением числа каналов.

Целью предлагаемого многоканального формирователя является увеличение точности задания требуемых вероятностей появления выходных сигналов без увеличения емкости счетчика.

Это возможно при подаче сигнала «Сброс на генератор не только в моменты прихода импульсов ХИП, по и в моменты окончания интервалов. В этом случае емкость счетчика должна выбираться не в соответствии с суммой временных интервалов tn

n-l

S а лишь для обеспечения наибольше1 1то ИЗ совокупности п-1 интервалов.

Ошибка задания любого временного интервала при этом будет равна A.t .(2)

/V

Учитывая, что всегда справедливо неравенство т, „акс п-1 на основании выражений (1) и (2) при одинаковой емкости счетчиков имеем , т. е. при предлагаемом управлении сбросом счетчика получается выигрыш в точности задания временных интервалов, а значит и вероятностей появления случайных сигналов на выходах многоканального формирователя.

С этой целью формирователь содержит вторую и третью схемы «ИЛИ, при этом разрядные выходы регистра сдвига подключены соответственно ко входам второй схемы «ИЛИ, выход которой подключен ко входу третьей схемы «ИЛИ, другой вход которой соединен с выходом первой схемы «ИЛИ, а выход - с шиной «Сброс счетчика.

Отличие предлагаемого многоканального формирователя заключается в том, что в моменты времени ь /2, . - окончания интервалов TI, Т2. . . с выхода генератора импульсов подаются сигналы через сумматор на сброс только счетчика, а в моменты появления выходных сигналов формирователя, как через сумматор на сброс счетчика, так и минуя его на сбро: регистра сдвига, который обеспечивает запоминание порядкового номера временного интервала в генераторе импульсов.

На чертеже изображена блок-схема многокалального формирователя. Она содержит счетчик 1, на вход которого подаются высокочастотные стабилизированные импульсы, наборное поле 2, которое подключает выходы счетчика, соответствуюш;ие моментам времени 1, tz,. .. и триггерам регистра сдвига 3, выходные ключи 4, на которые последовательно в течение интервалов ть Тг, .. - подаются отпирающие потенциалы с регистра сдвига и схем «ИЛИ 5, 6, 7 для формирования сигналов сброса счетчика и регистра сдвига. Счетчик, наборное поле и регистр сдвига образуют

генератор электрических сигналов регулируемой длительности.

Работа предлагаемого многоканального формирователя заключается в следующем. В случайный момент времени от ген&ратора хаотических импульсных помех 8 (ХИП) поступает импульс. Он подается на все выходные ключи Сь К2,. . Кп- Пусть в этот момент на ключ Кг С триггера Ti регистра сдвига поступает отпирающий потенциал. Следовательно, на соответствующем выходе блока выходных ключей появится сигнал, который через схему «ИЛИ 5 подается на схему 7 и на сброс регистра сдвига. Регистр сдвига сбрасывается в исходное состояние (триггер TI в состоянии «1 остальные - в «О). При этом отпирающий потенциал подается с триггера Ti на ключ Ki, а остальные ключи закрыты. Со схемы 7 сигнал поступает на сброс счетчика 1. После сброса счетчик начинает считать высокочастотные стабилизированные импульсы. Если следующий импульс с ХИП поступит позже, чем закончится временной интервал TI, то в момент -/1 от счетчика через наборное поле 2 подается сигнал на триггер TI и перебросит его в состояние «О. При этом с ключа Ki снимается отпирающий потенциал, триггер TZ примет состояние «1 и подается отпирающий потенциал уже на ключ К2- В момент перехода триггера TI в состояние «О с его выхода подается сигнал так же и на схему «ИЛИ 6. С выхода схемы «ИЛИ 6 сигнал через схему «ИЛИ 7 поступает на сброс счетчика. Счетчик сбрасывается, а затем снова начинает счет импульсов. Если случайный импульс не поступит и на интервал Т2, то аналогичным образом отпирающий потенциал будет подан на ключ Кз и т. д.

Предмет изобретения

Многоканальный формирователь случайных сигналов, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к входу счетчика,

разрядные выходы которого через наборное поле, регистр сдвига, выходные ключи соединены с выходами формирователя и с входами первой схемы «ИЛИ, выход которой соединен с щиной сброса регистра сдвига, генератор

хаотических импульсных по.мех, подключенный к выходным ключам, отличающийся тем, что, с целью повышения точности задания требуемых вероятностей появления выходных сигналов, он дополнительно содержит вторую и

третью схемы «ИЛИ, при этом разрядные выходы регистра сдвига подключены соответственно ко входам второй схемы «ИЛИ, выход которой подключен к первому входу третьей схемы «ИЛИ, второй вход которой

соединен с выходом первой схемы «ИЛИ, а выход - с шиной «сброса счетчиков.