Генератор равномерно распределенных случайных сигналов Советский патент 1980 года по МПК G06F1/02 G07C15/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследованиях стохастических систем.

Известен генератор случайных сигналов, содержащий источники случайных импульсов и синхронизирующих сигналов, вентиль, счетчик и статический триггер, один из входов которого подключен к источнику синхронизирующих сигналов, а второй - к генератору случайных импульсов. Такое выполнение устройства позволяет Формировать равномерно распределенные двоичные случайные цифры l.

Однако производительность генератора, бсгобейно при формировании Nразрядньос случайных сигналов, невысока.

Известен также генератор случайных сигналов, содержащий генератор первичного случайного процесса, генератор синхронизирующих импульсов, элементы И, триггер, линии задержки, пороговые схемы и счетчики по числу разрядов формируемого случайного сигнала.

Такое выполнение устройства позволяет получить последовательности равномерно распределенных случайных

сигналов с числом разрядов, определяемым числом его, каналов 2.

Недостаток этого устр6йства-ог-раниченность чис.ла каналов, которые

5 можно применить при построении такого устройства, что снижает возможности увеличения его производительности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор равномерно распределенных случайных сигналов, содержащий генератор случайной последовательности импульсов, делитель, линию задержки, счетчик импульсов, генератор периодических импульсов, выход Которого через делитель соединен со входом линии задержки, схему разрешения, первый вход которой соединен с выходом делителя и схему выделения вре

20 менных интервалов, включающую первый элемент И, первый вход которого является первым входом схемы, первый триггер, счетный РХОД которого соединен с выходом первого элемента И,

25 второй элемент И, второй вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, и второй триггер, единичный выход которого соединен со вторым входом первого элемента И,при30 .чем, первый вход схемы соединен с выходом генератора случайной последовательности импульсов З.

. Недостаток этого генератора низкая производительность, обусловленная тем, что даже при самых благоприетньос соотношениях параметров только примерно одна треть циклов работы устройства будет рабочей.

Цель изобретения - повышение производительности генератора.

Указанная цель достигается тем, что в известный генератор, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с первьм входом первого элемента И,выход которого соединен со счетньпи входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с единичньтм выходом второго триггера, введены первый и второй преобразователи времянапряжение, интегратор, блок сравнения, третий триггер и четвертый триггер, счетный вход которого объединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен со входом первого преобразователя время-напряжение и подключен к единичному выходу четвертого триггера, нулевой выход которого подключен к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу третьего триггера, единичный и нулевой входы которого подключены соответственно к выходу блока срав-, нения и к нулевому выходу второго триггера, выход второго элемента И соединен со входом второго преобразователя время-напряжение, выход которого через интегратор соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого преобразователя времянапряжение.

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг.2 - диаграмма работы генератора.

Генератор содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, блок 2 выделения временных интервалов, первый преобразователь 3 время-напряжрние, второй преобразователь 4 время-напряжение, выход которого через интегратор 5 подключен ftпё вому входу блока б сравнения, второй кйторого соёдй1нён с вькЪдбм первого преобразователя 3 время-напряжение, а выход - со вторым входом третьего триггера 7.

Первый йход блока 2 вьщеления временных интервалов соединен с выходом источника 1 пуассоновского потока импульсов, второй вход - с выходом третьего триггера 7.

Первый выход блока 2 выделения временных интервалов соединен со входом второго преобразователя 4 В15емя-напряжение второй выход - со

781798

входом первого преобразователя 3 время-напряжение, третий выход с первым входом третьего триггера 7. Блок 2 выделения временных интервалов включает в себя первый элемент И а, выход которого соединен со счетным входом первого триггера 9, второй элемент И 10, второй вход которого соединен с единичным вгглходом первого триггера 9, а первый вход с единичным выходом четвертого триггера 12, вход которого соединен с единичным выходом первого триггера 9, а нулевой выход - с единичным входом второго триггера 11, причем первым входом блока 2 вьщеления Bjieменных интервалов является первый вход первого элемента И 8, второй вход KOTOpoi o соединен с единичным ВЫХОДОМ второго триггера 11, вторым входом блока 2 вьщеления временных интервалов является второй вход триггера 11, вторым выходом - единичный выход четвертого триггера 12, а третьим выходом - нулевой выход второго триггера 11,

Генератор работает следуюьчим образом.

Пуассоновский поток импульсов поступает от источника 1 на первый вход блока 2, где происходит Формирование временных интервалов, образуемых пачками импульсов соответственно между моментами поступления первогб и второго импульсов каждой пачки ( ) и между моментами прихода первого и третьего импульсов ( + -Cvv) Одновременно с началом формирования временных интервалов с первого и второго выхода блока 2 на входы первого 3 и второго 4 преобразователей поступают сигналы начала преобразования формируемых временных интервалов в напряжения. После окончания формирования временных интервалов четвертый триггер 12 устанавливается в единичное состояние, а первый вход блока 2 закрывается для входного потока, поскольку в этот момент начинается процесс деления. С выхода второго преобразователя 4 сигнал через интегратор 5 поступает на первый вход блока б сравнения,на второй вход которого поступает сигнал с выхода первого преобразователя 3 время-напояжение.-. v-:.

В момент времени, когда уровни напряжений на входах блока 6 сравнения равны, на его выходе формируется импульс, который возвращает третий триггер 7 в исходное состояние, т.е. заканчивается формирование импульса, длительность которого равна частному от деления . .Одновременно возвращается в исходное состояние перйый триггер 9 и на первый элемент И 8 подается разрешение на прохождение импульсов от генератора, после чего процесс повторяет;ся.

Источник 1 пуассоновского потока импульсов вьщает поток случайных импульсов, которые поступают на первый вход блока 2 вьщеления временных интервалов, которым в блоке 2 является первый вход первого элеме 1та И 8. в исходном состоянии на второй вход первого элемента И 8 подается разрешаюгций потенциал единйчно, го выхода второго триггера 11. Импульс, поступающий от генератора,проходит на выход ггервого элемента И 8 и поступает на счетный вход первого триггера 9, переводя его в единичное состояние. Через второй элемент И 10 сигнал не проходит, так как на его первый вход поступает запрет с единичного выхода четвертого триггера 12. С приходом второго импульса потока первый триггер 9 переходит в исходное состояние и запускает второй триггер 11. На выходе четвертого триггера 12 появляется сигнал, который через второй выход блока 2 выделения временных интервалов поступает на вход первого преобразователя 3 время-напряжение и одновременно дает разрешение на второй элемент И 10.

С приходом третьего импульса потока первый триггер 9 переходит в единичное состояние. Поскольку на входе второго .элемента И 10 имеется разрешение , на первом выходе блока 2 выделения временных интервалов появляется сигнал. Второй и четвертый триггеры 11 и 12 не меняют своих состояний, с приходом четвертого импульса второй и четвертый триггеры 11 и 12 переходят в исходные состояния, при этом четвертый триггер) 12 запускает второй триггер 11, который дает запрет на прохождение импульсов потока через элемент И 8 и переводит третий триггер 7 в единичное положение. В результате на первом и втором выходах блока 2 вьщеления временных интервалов образовались два импульса с длительностями соответственно Т и Г.

Использование предлагаемого устоойства обеспечивйет сокращение времени исследования стохастических систем, ITO позволяет сниэить затраты

и повысить эффективность исслплования таких систем.

Формула изобретения

Генератор равнбмерно распределённых случайных сигналов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с

первым входом первого элемента U,выход которого соединен со счетным входом первого триггера, выход Kotoрого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с единичным выходом второго триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности генератора, он содержит первый и второй преобразователи время-напряжение,

интегратор, блок сравнения, третий триггер и четвертый триггер, счетный вход которого объединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен со входом

первого преобразователя время-напряжение и подключен к единичному выходу четвертого триггера, нулевой выход которого подключен к нулевому входу второго триггера, единичный

вход которого подключен к выходу

третьего триггера, единичный и нулевой входы которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и к нулевому выходу второго триггера, выход второго элемента И соединен со входом второго преобразователя время-напряжение, выход которого через интегратор соединен с первым входом блока .сравнения, второй вход которогЪ соединен с выходом

первого преобразователя время-напряжение .

Источники инЛормации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 131141, кл. G 06 Г 1/02, 1959.

2.Авторское свидетельство СССР № 152077, кл. G Об F 1/02, 1960.

3.Вобнев Н.П. Генерирование случайных сигналов- М-г Энергия, 1971

(прототип).