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

(54) ГЕНЕРАТОТ СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСОВ

I

HaoepetcHHe относится к области вычислительной техники и может быть использоваж) при . решении задач статистического и вероятностного моделирования.

Основное изобретение по авт. св. N 211163 содержит источник пуассоновского потока им.. пульсов, выходь которого соединены первьпми входами первого блока сравнения и генератора случайных двоичных разрядов, выход которого соединен со вторым входом первого блока q ввнeння 1 .

Недостатком известного генератора случайных импульссю является уход параметров генераторов, случайных двоичных разрядов и источников пуассоновских потоков импульсов от их номинальных значений, что вызывает недопустимый с точки зрения математической сгатисгики разброс значений вероятностей появ. ления отдельных 101фр, чисел или импульсов. В итоге параметр выходного потока импульсов не всегда будет соответствовать расчетному {Значению, то есть величине настройки генераWpa, случайных импульсов.

Целью изобретения является повышение точности работы генератора за счет стабилизации параметра выходиого потока импульсов.

Для достижения поставленной цели в известный генератор случайных импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, выходы которого соединены с первыми входам первого блока сравнения и генератора случайиых даоичных разрядов, выход которого соединен со вторым входом первого блока сравнешя, введены второй блок сравнения, делитель и первый и второй счетчики, входы которых соединены соответственно с первым входом и выходом первого блока сравнеш я, а ыходы счетчиков соединены.соответственно с 1}ервым и вторым входами делителя, выход которого соеданен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого является входом генератора, а выход второго блока сравнения соединен со вторым входом генератора случайных двоичных разрядов.

Блок-схема генератора приведена ла чертеже.

Генератор случайных импульсов содержит источник пауссоновского потока импульсов 1 и 37 управляемьт им генератор случайных двоичных разрядов 2, выходы которых подключены соотвстственно к первому и второму входам блока сравнения 3, счетчик импульсов 4 исходного пуассоновского потока импульсов, счетчик импульсов 5 на выходе блока сравнения 3, делитель 6, первый и второй входы которого соешнены с.выходами счетчиков 4 и 5 и блок фавиения 7, вход которого соединен с выходом делителя б, а вьиод - со вторым входом управляемого генератора случайных двоичных разрядов j2. Текущее значение вероятности р можно вычислить, если в течение некоторого времени t произвести подсчет числа импульсов в исходно и выходном потоках. Так, среднее число импул сов в исходном и выходном пуассоновских потоках за время t определяется по формулам: n:(t)Aot;(1) rn(t)Xpt,(2) гдё:п(1) - среднее число импульсов в исходном потоке; rn(t) - среднее число импульсов в выходно потоке. Отношение выражений (2) и (1) дает значен вероятности р, т. е. вероятности с которой на выходе генератора случайных двоичных разрядо появляется епиница. тШ..р. съ) t Выражение (3) является теоретической осно ,Й для получения оценки р вероятности р статистическими методами: .:. где: п (t), m (t) - подсчитанное число импульс в исходном и выходном по токах за время t; Согласно теореме Я. Бериулли частота (4) появления едкшщь на выходе генератора случайных двоичных разрядов при n(t):(X сходится по вероятности к ее вероятности, р, то есть: , (S) где:п(г) - общее число опытов (число импул сов исходного потока); m(t) - число случаев появления цифры 1 на выходе генератора случайных двоичных разрядов (число импуль сов исходного потока, попавших в выходной поток). Непрерывно вычисляя, подобным образом зн чение р и сравнивая его с заданньш значением Рмд1 можно в процессе функционирования устройства поддерживать заданное значение р вероятности появления единицы на выходе генератора случайных двоичных разрядов и тем самым стабилизировать параметр выходного потока импульсов. В начальный момент времени при чувствнтельность устройства к отклонению параметра Выходного потока велика, так как числа n(t) и m(t) будут сравнительно невелики, поэтому каждьш отдельный импульс окажет влияние на величину р. С течением времени значения n(t) и m(t) Morjrr принять весьма большие значения и чувствительность устройства уменьшается, так как в зтом случае лишь достатдчно большая серия импульсов (или ее отсутствие) окажет влияние на величину р. Поставленная цель достигается тем, тго генератор случайных импульсов , снабжен двумя счетчиками импульсов, блоком деления и блоком сравнения. Счетчики импульсов служат для подсчета текущих значений n(t), m(t) импульсов в обоих потоках. Блок деления необходим для вычисления статистической оценки р вероятности р по формулам (4), (5). Блок сравнения осуществляет сравнение полученной оценки р с заданным значением вероятности р.д появления единицы и, если р выдает сигнал на один из входов управляемого генератора случайных двоичных разрядов, так, что бы обеспечить р зад .Предложенный генератор случайных импульсов работает следунпцим образом. Источник 1 формирует пуассоновский поток сигналов, которые поступают на первые входы блока сравнения 3 и генератора случайных двоичиь1Х ра рйдов 2. С приходом каждого импуяьса генератор 2 выдает на второй вход блока сравнения 3 с заданными вероятностями Рзад и - (J-Рзад) сигналы, соответствуницие двоичным цифрам или 0. При поступлении на вход блока сравнения 3 цифры 1 следующий импульс источника 1 проходит в выходной поток, а при поступлении цифры О - не. проходит. Одновреме шо импульсы исходного и выходнйго потоков поступают на счетчики 4 и 5 и накапливаются в них в виде чисел n(t) и fTi(t). С выходов счетчиков текущие зиачения n(t) и m(t) поступают на выходы д&лителя 6, который непрерьтно вычисляет величину отношения m(t) n(t)p, то есть статистическое значение р вероятности р, с которой генератор двоичных разрядов 2 фактически формирует цифру 1. Значение р с выхода блока деления б поступает на вход блока сравнения 7, в котором сравнивается с заданным значением р.,лд. ; При р рзад блок сравнения 7 выдает управляющий сигнал на второй вход генератора