Генератор случайных процессов Советский патент 1980 года по МПК G06F1/02 G07C15/00 

(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к вычислительной .технике, может быть использовано при моделировании случайных процессов с зaдaвae sыми корреляционно-спектральными характеристиками. В основном авт.св. № 532873 описан генератор случгЛных процессов, который может быть использован при моделировании случайных процессов с задавaeNbiMH статистическими характеристиками. Этот генератор состоит из датчика случайных чисел, блока элементов И, блока памяти, коммутатора, генератора функций Уолша, N блоков присвоения знака, блока суммирования, блока считывания и блока управления с соответствующими свя. зями между ними. Входы генератора подключены к соответствующим входам М блоков присвоения знака. исходом -генератора является выход блока считывания. Коммутатор содержит N блоков ум мирования по модулю два, первые вХоды которых подключены к первой груп-пе .входов коммутатора, вторые ко второй группе входов коммутатора а выходы - к выходам коммутатора соответственно. Каждый блок присвоения знака содержит два ключевых элемента, элемент НЕ и блок суммирования с соответствующими связями между ними. Известный генератор случайных процессов может быть использован при имитации случайных процессов с прсизвольны№1, но заданными (аналитически либо таблично) функциями спектральной плотности, которые задаются на входе генератора в форме трансформант Уолша. Однако его применение невозможно при имитации реальных процессов, спектральные характеристики которых заранее не известны. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет имитации процессов с заранее неизвестнь1ми функциями спектральной плотности. Для этого генератор дополнительно содержит коммут атор и N сумматоров, первые входы KOTOJ JX подсоединены к Ы входам генератора, (N +1)-ый вход которого подсоединен кинформационному вхо;чу коммутатора, другие Н информационных входов которого подсоединены к выходам сумматоров,информационные входы которых подсоединены к выходам соответствующих блоков присвоения знакаf информационные входы которых подсоединены к выходам коммутатора, управляющий вход которого подсоединен к четвертому выходу бло ка управления пятый выход которого подсоединен к вторым входам суммато ров . Кроме того, коммутатор содержит элемент Ш и N ячеек переключения,каждая нэ которых содержит элемент ИЛИ и два элемента И,причем первые входил первых элементов И всех ячеек Ьбъединены и Подключены к выходу эле ментов НЕ,а их вторые входы объедин ны и подключены к информационному в ду коммутатора, другие М информацион ных входов которого подсоединены с входам соответствующих вторых элемен тов И,другие входы которых объединен и подсоединены к входу элемента НЕ и к управляющему входу коммутатора,вы™ ходами Которого яёляются выходи эле, ментйв ИЛИ, входы которых соединены с выходамиэлбментЬв И соответственно. На фиг. 1 представлена структурная схема«генератора случайных процессов; на фиг. 2 приведена схема коммутатора. Генератор содержит последовательно соединенные датчик 1 случайных чисел, блок 2 элементов И, па мяти , коммутатор 4, другие входы которого соединены с выходами генератора 5 функций Уосша, г выходы через блоки 6 присвое2 ия знагсрв и блок 7 суммирования - со входами блока 8 считывания, вход которого соелинен с выходом блока 9 управления, другие йыходы которого соединены также .со входами блоков 2 и 5 сумматорозз 10 и коммутатора И-, выходы которого соединены со входами блоков 6, выходы -которых соединены со входами сумма-торов 10, выходы которых соединены со входами коммутатора 11, входы 12 и ДЗ являются в-хода1ии генератора, выходом которого является выход 14, Коммутатор 11 содержит элемент НЕ 15 и N ячеек 16 перекЛючёнйя,каж дай из 1соторыг сбдёр;жит элементы И 17 и 18, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ 19. ВходЁа Шёментов И соединены с выходом элемента НЕ 15 и со входами коммутатора соответственно. Генератор случайных процессов может работать в следующих основных режимах, 1.И№1тация случайных процессов с заранее не известными корреляционноспектральными характеристиками, 2,Имитация случайных процессов с задаваемыми функциями спектральной плотности. В первом режиме работа генератора протекае.т следующим образом, .746.83 На первом такта работы генератора блок 9 управления вырабатывает сигнал обнуленкя сумматоров ю - 10 м накапливающего типа, блока 7 суммирэвания, блока 3 памяти и генэратора 5 функций Уолша (шины обнуления на чертеже не показаны), Кроме того блок 9 выраба-йлваёт запрещающий сигнап, поступающий на управляющий вход коммутатора 11, в результате чего к информационным входам блоков 6 - GI, присвоения знака будет подключен 6дноканальный вход 12 генератора, а их будут подсоединены ко вхо дам соответствующих сумматоров .10. После этого на одноканальный вход 12 1енератора подается исследуелий сигнал X (i), который через коммутаггор 11 поступает на информационные входы всех N блоков б присвоения знака. Одновременно с этим из блока 9 начинают поступать управляющие сигналы на генератор 5, с Н выходов которого на М входов коммутатора 4. пЬступят значения соответствующих функций Уолша, Так как содержимое каждого разряда блока 3 памяти после обнуления равно нулю, то гначения функций Уолща пройдут через коммутатор 4 на управляющие-входы соответствующих блоков 6 - б присвоения знака без изменения и на входе каждого блока б - 6 присвоения знака будет сформировано значение соответствующего произведения, которое поступит на соответствующий сумматор N сумматоров 10 .- 10 накапливающего типа, где оно по сигналам сумг/шрования, поступающим из блока 9 на управляющие входывсех сумматоров, просуммируется с содержимым этого сумматора. После N подобных циклов на каждом сумматора из N сумг 1аторов Юд -10. накапливающего типа будут получены величины, пропорциональные соответствующим спектральным составляющим Уолша, На этом заканчивается этап формирования спектральных составляющих, несущих информациюо часTQTHOM составе имитируемого процесса, После этого устройство переходит к этапу непосредственной имитации случайногр процесса, В начале этого этапа блок 9 выдает сигнал обнуления блока 7 суммирования и разрешающий сигнал в коммутатор 11, в результате чего к информационным .входам блоков 6 - б присвоения знака будут подключены выходы соответствующих сум;маторов. 10 - 10 накапливающего типа. После этого по сигналу из блока 9 п-разрядный код случайного чисЯа,выработанного датчиком 1, через открытый блок 2 элементов И передается в блок 3 памяти, где и запоминается на время формирования одной реализации случайного процесса Генератор переходит к самой имитации случайного процесса, которая состоит из N однотипных шагов, на каждом из которых по сигналу блока 9 генератор 5 изменяет свое состояние на единицу. Значения всех М функ ций поступят на соотйеЗствугощие входя каждого из N входов коммутатора 4, на каждом из п входов которого уже подано значение соответствующего разряда блока 3 памяти. Измененные, на коммутаторе 4 в соответствии с содержимым разрядов бло ка 3 памяти значения функций Уолша поступает на входы соответствующих блоков-б N присвоения знака, с помощью которых на соответствующие входы блока 7 суммирования будут переданы прямые или инвентированные значения спектральных коэффициентов, поступающихиз сумматоров 10. Так как при этом сигнал суммирования на сумматоры 10. - 10 N из блока 9 не поступает, то эти коэффициенты будут просуммированы, только в блоке 7 суммирования, в результате чего будет сформировано значение случайно го процесса в одной конкретной точке его интервала определения, По сигнал из блока 9 это значение через блок 8 считывания выдается на выход, 14 гене ратора с обнулением блока 7 суммирования. На каждом из последующих шаго работа генератора, аналогична и форми руются следующие значения случайного процесса. Для воспроизведении новой реализации случайного процесса с теми же спектральными характеристиками блок управления 9 выдает сигнал запроса в блок 2 элементов И, с помощью которого в блок 3 Пс1мяти записывается новое случайное п-разряд- ное число с датчика 1. , , В случае необходимости имитации другого случайного процесса с заранее неизвестньи.от спектральными свойствами достаточно подать на одноканальный входустройсгва новый сигнал X (i) и повторить описанную процедуру. При имитации случайного процесса с задаваемыми спетстральными свойствами заранее рассчитанные значения спектральных состзшляющих Уолша заносятся через N канальный вход генератора на сумматоры 10 - 10ц накап, ливающего типа после чего генератор переходит к выполнению ранее описанного этапа имитации, минуяэтап расчета трансформант. Предлагаемое устройство позволяет выполнять все функции известного устройства и, кроме того, дает возмажность выполнять имитацию реаль-; ных процессов с заранее неизвестными корреляционно-спектральными характеристиками, . Кроме того, предложенное устройство может быть использовано и в качестве анализатора спектра. Формула изобретения 1,Генератор случайных процессов по авт.ев, № 532873, отличающийся тем,ЧТО, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет имитации процессов с заранее неизвестными функциями спектральной плотности, генератор содержит коммутатор и М сумматоров, первые входа которых подсоединены соответственно к Ы входам генератора, (N + 1)-ый вход которого подсоединен к информационному входу коммутатора, другие N информационных входов которого подсоединены к выходам сумматоров, информационные входы которых подсоединены к выходам соответствующих блоков присвоения знака, информационные входы которых подсоединены к выходам коммутатора, управляющий вход которого подсоединен к четвертому выходу блока управления, пятый в,ыход которого подсоединен к вторым входам сумматоров . 2,reHepaiTop по п. 1, От л и чающийся тем, что коммутатор содержит элемент НЕ и N ячеек переключения, каждая из которых содержит элемент ИЛИ и два элемента И, причем первые входы первых элементов И всех ячеек переключения объединены и подсоединены к выходу элемента НЕ,а их вторые входы объединены и подключены к информационному входу коммутато1ра, другие N информационных входов которого подсоединены к входам соответствующих вторых элементов И, другие входы которых объединены и подсоединены к входу элемента НЕ и к управляющ ему входу коммутатора, выходами которого являются выходы элементов ИЛИ, входа которых соединены с выходами элементов И соответственно.

746483

«r

n.

«

ff