Генератор случайной последовательности сигналов Советский патент 1980 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

Изобретение относится к вышслитепьной технике и может быть использовано при моделировании случайной пос ледовательности импульсов. Известен генератор случайной последовательности импульсов, содержащий функшюнальные преобразователи, переключатели, генератор исходной случайной последовательной . Однако этот генератор позволяет получить только одновременное распределе ние. Наиболее близким техническим решен ем к изобретению является генератор случайной последовательности сигналов, содержащий генератор случайных чисел, функциональные преобразователи, блок сравнения интегратор 2 . Однако этот т енератор не позволяет получить многомерное нормальное распределение. Цель изобретения - расширение функциональньгзс возможностей генератора за счет моделирования случайных чисел с нормальным распределением. Для достижения поставленной цели в генератор случайной последовательности сигналов, содержащий первый генератор случайных чисел вход которого соединен с шиной запуска, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого функционального преобразователя, вход которого через интегратор соединен с выходом второго функционального преобразователя, введены счетчик импульсов, ключ, амплитудно-временной преобразователь, блок памяти, первый и второй переключатели, группу функциональных преобразователей группу инте1 раторов и второй генератор случайных чисел, вход которого объединен с первым входом первого переключателя и подключен к шине запуска, а выход второго генератора случайных чисел соединен с первым входом ключа и через счетчик импульсов - со вторым входом ключа, третий вход которого подключен к выходу первого функ од опального тгреоб--рааователя, а выход ключа объеципе с БЬбсодом первого перектаочатепя и под-кпючен ко входу амплитудно-временного преобразователя и к первому входу блока памяти, выход которого соединен со вторым входом первого переключателя, трети вход которого объединен со вторым входом блока памяти,,с последним входом вт рого функш1онального преобрасювателя, с первым входом второго переключателя и подключен к последнему выходу группы интеграторов и к выхощ блока сравнения втЬрой вход которого объединен.со вто рь(м входом второго переключателя, третий вход которого подключен к выходу ам;пЛ11тудно-времен 1ого преобразователя, первый выход BTOpoi o перек/почателя соединен со входом функционального преобразователя, а второй выход второго переключателя соединен со вх.одами группы функциональных преобразователей, выходы которых через группу инт-еграторов соешшены с группой входов второго фупк щюнальпого преобразоват.еля соответст-венпо. На чертеже показана блок-схема генератора. Генератор содержит шину 1 загуска, которая соединена с первым и вторым ге нераторами 2 и 3 случайных чисел. Выход генератора 3 случайных чисел соединен со 4 и через ключ 5 с амплитудно-временным преобразователем 6 и блоком 7 памяти. Счетчик 4 предназначен д;ш подсчета количества импульсов, которое равно раз мерности закона распределе1шя. Блок 7 памяти предназначен пля хранения этизс икшульсов. Выход его соеданен чер.ез переключатель cS, первый управляющий вход которого соединен с выходом блока Пуск 1,со входом амшштудно-в{земенного преобразователя 6. Амплиту дно-вре менной преобразователь служит для преобразования входного сигнала в импульсы .длительность которых пропорциональна амплитуде входных импульсов. Вьгход амплитудно-временного преобразователя 6 через переключатель 9 со динен со входами группы функгшональны преобразователей типа политрон 10-1, 1O-2,... . Выходы всех W политро нов соединены со входами группы интеграторов 11-1р...Д 1-N , выходы KOTqjbix соединены cN управляющими входами блока 12, представляющего собой функциональный преобразователь типа полит- он. Кроме того, выход интегратора 11соединен с первым управляющим входом переключателя 9 и считывающ Нм входом блока 7 памяти. Выход же блока 12 соединен со входом интегратора 13, который соединен с функниональным преобразователем типа попитрон 14. Вььход же последнего соединен со вторым управляющим входом переключателя 9 и первым входом блока 15 сравнения. Второй вход блока 15 сравнения соединен с вь ходом первого генератора 2 случайных чисел, ьыход блока 15 срав нения соединен с разрешающим входом блока 7 памяти и вэхзрым управляющим входом переключател-я 8, который подключает блок 7 памяти либо ко входу блока 6, либо к выходу генератора. Генератор предназначен для моделирования серии Л/ -мерных случайных последовательностей X (Х j ,...., XN),подчиняющейся нормальному закону распределения, который может быть представлен формулой, ( isi-чг -ехр |(Х MfS Vx-Mf J, где X - случайные N -мерные вектора;М - математическое олшдание X , равное О; S - ковариационная матрица случайного вектора X , S - детерминат матрицы; обратная ковариационная матрицаи работает следующим образом. Предварительно на управляющие пластины группь политронов 10-1,..10-N подаются напрялдания, пропорциональные столбцам матрицы S . Переключатель 9 находится в положении, замыкающем цепь: амплитудно-Ефеменной преобразователь 6 блоки 10-1,..., 10-N. На управляющих пластинах политропа 14 выставляются напряжения, соответствующие И1ду моделируемой функ1ши f (X) учитывая коэффи1щент при экспоненте. Переключатель 8 находится в положении, замыкающем цепь, блок 7 памяти -амплитудно-временной преобразователь 6. По запускающему сигналу с шины 1 генератор 3 случайных чисел выдает сигналы, которые подаются на счетШК 4 и через ключ 5 на входы амплитудно-временного преобразователя 6 и блока 7 памяти. Счетчик 4 подсчитывает количество импульсов, когда оно равно N , сигнал об счетчика 4 размыкает ключ 5. Сигнал с генератора 3 случайных чисел запоминается последовательно в ячейках блока 7 памя и преобразуется блоком 6 в ступенчатое напряжение, которое через замкнутый пе реключатель 9 согласно перЕЮначадьному положению подается на блоки , lO-N,a с их выходов на интеграторы 11-1,.,., 11-N . С выходов интеграторов 11-1,..., 11-N напряжения, пропорциональные скалярному ггроизведению столбца матрицы S на строку-вектор X подаются на управляющие входы политрона 12. Одновременно напряжение с вы хода-интегратора 11-N переключает переключатель 9 на замыкание цепи; ампл тудно-временной преобразователь 6 вход второго пояитрона 12 и является сигналом сштывания блока 7 памяти. Н пряжение с выхода блока 7 памяти чере замкнутый в исходном положении переключатель 8 поступает через амплитудноременной преобразователь 6 и переключатель 9 на вход второго политрона 12,ас его выхода на вход интегратора 13.С выхода интегратора 13 снимаются напряжения, пропорциональные значениям квадратичной формы-|(Х-ЛЛ)5()-М) и подаются на вход политрона 14. С выхо политрона 14 сниматься сигнал,пропорциональный f (X), который подается на второй управляющий вход ключа 5 и на первый вход блока 15 сравнения. На ЕУГ.О рой вход блока 15 сравнения подается сигнал с первого генератора 2 случайных чисел.Если выполняется уеловие Г 4 f (Х) 7 блок сравнения выдает сиг нал, который поступает на разрешающий вход блока 7 памяти и второй управляющий вход переключателя 8, который замыкает цепь; блок 7 памяти - выход генератора. По разрешающему сигналу от блока 15 сравнения блок 7 памяти выдает через переключатель 8 последовательность импульсов, подчиняющихся заданному закону распределения. Формула изобретен ия Генератор случайной последовательности сигналов, содержаший первый генератор случайных чисел, вход которого соединен с шиной запуска, а выход соединен с первым входом блока сравнения, втсрой аход которого соединен с выходом первого функционального преобразователя, вход которого через интегратор соединен с выходом второго функцяональ него преобразователя, отличающ и и с я тем, что, с расширения функциональных возмож 1остей генератора за счет моделирования случайного сигнала с многомерным нормальным распределением, он содержит счетчшк импульсов, ключ, ампли ту дно-временной преобразователь, блок памяти, первый и второй переключатели группу функциональных преобразователей, группу интеграторов и второй генератор случайных чисел, вход которого объединен с первым входом первого переключателя и подключен к шине запуска, а выход второго генератора случайных чисел соединен с.первым входом ключа и через счетчик импульсов - со вторым входом ключа, третий вход которого подключен к выходу первого функшгонального ipeo6разователя, а вьсход ключа объединен с выходом первого переключателя и подкгоочен ко входу ам плиту дно-времеш.гого преобразователя и к первому входу блока памяти, выход которого соединен со вторым входом первого переключателя, третий вход которого объединен со вторым ач-одом блока памяти, с последним входом второго функционального преобразователя, с первым входом второго переключателя и подключен к выходу последнего интегратора группы и к выходу блока сравнения, второй вход которого объединен со вторым входом второго переключателя, третий вход которого подключен к выходу амплитудно-временного преобразователя, первый выход второго переключателя соединенсо входом второго функционального преобазователя, а второй выход второго перекгаочачателя соединен со входами фу шсшюнальных реобразователей группы выходыкоторых через группу интеграторов соединены с группой входов второго функшгонального преобразователя соотЕЮТственно. Источники информации, принятые во BifflMatpie при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 458821, кл. G 06 F 1/02, 1973, 2.Авторское свидетельство СССР № 447707, кл. G 06 F 1/О2, 1973 (прототип).