Генератор шума Советский патент 1976 года по МПК H03B29/00 

(54) ГЕНЕРАТОР ШУМА

1

Изобретение относится к специализированной .вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для вычисления вероятностных характеристик случайных процессов.

Известен генератор шума по авт.св, N° 369673, содержаций последовательно соединенные источник шума, видеоусилитель и усилитель мощности, к выходу видеоусилителя подключены последовательно соеди;ненные ключ, генератор пилообразного напряжения и формирователь импульсов, выход которого подсоединен к управляющему входу ключа, при этом выход генератора пилообразного напряжения через переключатель соединен с входом усилителя мощности.

Однако, хотя генератор позволяет получить случайный сигнал с заданным законом распределения в аналоговой форме, он не обеспечивает получения случайных чисел.

Целью изобретения является полу1 ение на выходе случайных чисел с равновероятным законом распределения.

Для этого в него введены генератор стробирующих импульсов, формирователь чисел, формировател кодов, преобразователь напряжения в частоту, вход которого через первые дополнительные контакты переключателя подключен к выходу ключа, с запоминающим конденсатором, а выход подключен к входу формирователя кодов вспомогательный выход которого подключен через вторые дополнительные контакты переключателя к формирователю импульсов, а основной выход подключен к входу формирователя чисел, управляющий вход которого соединен с генератором стробирующих импульсов, а выход - через третьи дополнительные контакты переключателя соединен с входом усилителя мощности.

На чертеже приведена структурная электрическая схема генератора.

Генератор шума содержит источник шума 1 с видеоусилителем, усилитель мощности 2, ключ 3 с запоминающим конденсатором с входом 4 и управляющим входом 5, генератор 6 пилообразного напряжения. Формирователь импульсов 7, преобразователь напряжения в частоту 8, формирователь чисел 9 с сигнальным входом 10 и уг.равляющим входом 11, формирователь кодов 12 с основным выходом 13 и дополвштельны.м выходом 14, генератор 15 строиирующих импульсов и переключчтель с дополнительными контактами 16-1, 16-2, 16-3. Выход усилителя мошпости 2 является выходом устройства. Генератор работает следующим образом. Для получения сигнала типа белый шум перек лючатель устанавливают в положение и, сигнал с выхода источника шума 1, который генерирует шум в очень широком диапазоне частот, подается через допо нительные контакты 16-1 переключателя и усилитель мошности 2 на выход устройства. Для ползд1ения случайного сигнала с равновероятным распределением амплитуд переключатель должен стоять в положении 5 . Сигнал с выхода источ ника шума 1 подается на вход 4 ключа 3. В первоначальный момент на выходе ключа 3 имеется некоторый потенциал, передаваемый через дополнительные контакты 16-2 переключателя на вход управляемого генератора 6 пилообразного напря жения, выдает напряжение с наклоном, соответствующим потенциалу на его входе. Это пилообразное напряжение через дополнительные 16-3 переключателя поступает на вход формирователя импульсов 7, вы рабатывающего импульс в момент обратного хода пилы, а через дополнительные контакты 16-1 перек лючателя и усилитель мощности 2 - на выход устройс ва. С выхода формирователя импульсов 7 сигнал поступает на управляющий вход 5 ключа 3. Во время действия этого импульса происходит запоминание зна чения напряжения, воздействующего в этот момент на вход 4 ключа 3, которое передается на вход генератора 6 пилообразного напряжения. Генератор 6 формирует на выходе сигнал пилы с наклоном, соответствующим потенциалу на его входе. Сигнал с выхода генератора 6 проходит на выход устройства и вход формирователя импульсов 7 и т.д. Для получения случайных чисел с равновероятным законом распределения величин переключатель должен стоять в положении fi. Сигнал с источника шума 1 поступает на вход 4 ключа 3 с запоминающим конденсатором. В первоначальный момент на запоминающем конденсаторе, следовательно и на выходе ключа 3, имеется некоторый потенциал, передаваемый .через дополнительные контакты 16-2 переключателя на вход преобразователя напряжения в частоту 8, который выдает последовательность импульсов с частотой соответствующей потенциалу на его входе. Это последовательность импульсов поступает на вход формирователя кодов 12. Формирователь кодов 12 преобразует последовательность импульсов в код, соответствующий числам О, I, 2,... М,где N -любое наперед заданное число, при этом смена кода в формирователе 12 происходит в момент появления на его входе очередного импульса, т.е. с частотой, соответствующей потенциалу на входе преобразователя напряжения в частоту 8. После набора кода, соответствующего числу N на дополнительном выходе 14 формирователя кодов 12 вырабатывается сигнал, поступающий через до полнительные контакты 16-3 переключателя на вход формирователя импульсов 7, который формирует им пульсы, передаваемые на управляющий вход 5 ключа 3, а в самом формирователе кодов 12 вырабатывается код, соответствующий числу нуль. Во время действия импульса на управляющем входе 5, емкость ключа 3 запоминает значение напряжения, воздействующее в этот момент на его вход 4. С выхода 17 ключа 3, запомненный уровень напряжения передается на вход преобразователя напряжения в частоту импульсов 8. Преобразователь напряжения в частоту импульсов 8 выдает последовательность импульсов, с частотой, соответствующей запомненному уровню напряжения, из которой формирователь кодов 12 снова формируеткоды, соответствующие числам О, L, 2,...М. После набора кода, соответствующего числу N, вновь вырабатывается сигнал, который через формирователь импульсов 7 перезаряжает емкость ключа 3, и цикл повторяется. Коды, вырабатываемые формирователем кодов 12 через основной выход 13 передаются на сигнальный вход 10 формирователя чисел 9. На управляющий вход 11 формирователя чисел 9 с генератора 15 стробирующих импульсов поступают импульсы, с появлением которых формирователь чисел 9 выбирает код, имеющийся в этот момент на его сигнальном входе 10, и преобразует его в число требуемой формы представления. С выхода формирователя чисел 9 полученное число через дополнительные контакты 16-1 переключателя и усилитель мощности 2 передается на выход устройства. Таким образом, формирователь кодов 12 преобразует входные последовательности импульсов в равномерно возрастающие последовательности кодов, соответствующих числам от О до N, а формирователь чисел 9 периодически выдает числа в интервале от О до М выбранные из равномерно возрастающей последовательности кодов. Скорость изменения кодов в этой последовательности задается напряжением, запомненным на емкости ключа 3, которое,в свою очередь, определяется случайным сигналом типа белый шум, поэтому числа, выбранные из последовательностей кодов, являются случайными, а поскольку эти случайные числа извлекаются из равномерно воздействующей последовательности кодов, то имеют равновероятное распределение величин. Формула изобретения Генератор щума по авт.св. № 369673, отлиающийся тем, что, с целью получения на выхое случайных чисел с равновероятным законом расределения, в него введены генератор стробирующих мпульсов, формирователь чисел, формирователь коов и преобразователь напряжения в частоту, вход коорого через первые дополнительные контакты перекючателя подключен к выходу ключа с запоминающим онденсатором, а выход подключен к входу формирователя кодов, вспомогательный выход которого подключен через вторые дополнительные контакты переключателя к формирователю импульсов, а основной вьь ход подключен к входу формирователя чисел, управляющий вход которого соединен с генератором стробирующих импульсов, а выход через третьи дополнительные контакты переключателя соединен с входом усилителя мощности.