ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ФУНКЦИЙ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/52 G06F7/58 

1

Предлагаемый генератор случайных функцлй относится к области моделирования случайных прсдессов и предназначен для геиер рова)ля случайных функций с рав.номерным законом распределения вероятностей и заданной функцией корреляции.

Известен генератор случайных чисел, сущность работы которого заключается в следующем. В каждом разряде случайного двоичного числа формируется «единица, если

|г()т.; ,И «нуль, еСЛИ 1г(} ГГ--, / (О -

случайный нормальный сигнал с-го источника шума, /п; - математическое ожидание сигнала.

Генератор содержит блок источников шума, соединенный со входами блока усилителей, |блок пороговых устройств, соединенный с ;выходО|М блока хранения мате.матнческого ож:идання и с нервымл входа.ми блока вентилей, другие входы которого соединены ,с генератором тактовых импульсоВ, .выходы блока вентилей нодключены ко входам блока триггеров соответственно.

Указанный генератор позволяет генерировать только независимые случайные числа. Это является его недостатком.

С целью расширения класса решаемых задач, т. е. чтобы иметь возможность генерирования случайных чисел с заданной функцией

коррекции, генератор содержит блок формирующих фильтров, входы которого соединены с выходами блока усилителей, а выходы - ко .вторым входа.м блока пороговых устройств.

На чертеже представлена с.чема генератора.

Блок источников шу.ма / состонт из п источников шума 1-1, 1-2,..., 1-п, где я- число разрядов генерируемого случайного

числа. К выходам блока 1 подключены входы блока 2 усилителей 2-/, 2-2, . . ., 2-п. Последовательно с блоком усилителей соединен блок 3 формирующих фильтров 3-/, 3-2,..., 3-п, выходы которого подключены ко входам

блока пороговых устройств 4, к другим входам которого подключен выход блока 5 хранения матема.тнческого ожидания. К каждому выходу блока пороговых устройств подключены потенциалвные в.ходы блока 5 вентилей 6-/, 6-1-2, 6-2-1, 6--2-2 б-п-/ и 6-п-2. Импульсные входы блока вентилей 6 нодключены к генератору тактовых имнульсов 7, а. .входы блока вентилей - к «ед)по1чным и «нулевым входам блока 8

триггеров 8-1, 8-2, . . ., 8-п. Случайная числовая .последовательность формируется на выходах 9-1, 9-2, . . ., 9-п блока триггеров 8.

Предлагаемый генератор работает следующим образом.

На выходах блока усилителей действует случайный процесс, энергетический спектр которого (с достаточным для практики приближением и при условии необходимой полосы Пропускания усил.ителей) равпяется 1;

f t (со) .Жо const,

(1)

которому соответствует корреляционная функция

5. (т)(т),

(2) б (т) - дельта -функция.

Корреляционные функ1ции на выходе и па входе формирующих фильтров связаны соотношением (1):

В,(-) - - f с (ш) cos сот t/co, . (3)

о

с(и) -частотная характеристика формирующего фильтра.

Пороговые устройства являются нелинейными элементами, характеристику которых можно представить в виде:

I Ai,

I О , л- 0 ,

Л,- - вес f-ro разряда.

Корреляционная функция на выходе такого элемента имеет вид sin В.(Из выражений (3) .и (5) следует, что корреляционная функция процесса, образованного г-ым разрядом числа бгу(т), полностью онределяется характеристикой с (со) формирующего фильтра и весОА данного разряда Л,-. Корреляционная функция процесса, образованного суммой всех разрядов Xi(t), г 1,2, . . . п (корреляционная функция выходного процесса), будет ра.вна в снлу незав.исимости процессов, vv) - i -irc Sin 5,.(.).(6) Следует отметить, что выход.ной процесс

будет иметь ра1в-но1веро ят1ный за:кок распределения в силу выполнения условия

(t)ym, (, .2, ...,«,

Р{х) - вероятность события х.

Случайный .процесс c,(t) с нормальным законом распределения вероятностей и энергетическмм спектром f г (ш) формируется в блоке источников щу1ма / и затем усиливается в блоке уоиллтелей.

После прохождения через формирующий фильтр корреляционная функция измеияется

в соответствии с выражением (3). Блок поро-гсвых устройств 4 «апрерывно анализирует процесс x{t), цоютугаающий с .выхода бло.ка формирующих фильт.ро.в, и сравнивает с математическим ожидаиием, которое находится а блоке хранения математического ожидания 5. В TOiM случае, если x(, формируется разрешающий потенциал на входах вентилей , 6-2--, ..., 5-/г-;, а если x(t),mx, то разрешающий потенциал ноявляется на входах вентилей 6-/-2, 6- 2-2, ..., 6-п-2. На импульсные входы всех вентилей поступает с генератора тактовых импульсов 7. С выходом блока вентилей 6 сигнал поступает на «дииичные или «нулевые входы блока триггеров, если соответственно выполняются условия: x(t ; /7J.v и x(t) т. Случайная последовательность ч.нсел формируется на В1л.ходах 9-/, 9-2, . . . , 9-я генератора. Пред м е т изобретения Генератор случайных функций, содержащий блок источников щума, выходы которого нодключены ,ко. входам блока усилителей, блок пороговых устройств, первые входы которого соедннены с блоком хранения матемагического ожидания, а выходы подключены к первым входам блока вентилей, .вторые входы которого соединены с генератором тактовых .импульсов, выходы блока .вентилей нодключены ко входам блока триггеров соответственно, отличающийся тем, что, с целью расщирения класса рещаемых задач, он содержит блок формирующих фильтров, входы которого соединены с выходами блока усилителей, а выходы подключены ко вторыл входа.м блока пороговых устройств.