Генератор пачек случайных импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/84 

(54) ГЕНЕРАТОР ПАЧЕК СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для мсделирования случайного нестационарного сигнала (пачек импульсов спадакщей интенсивности), воаникакяцего при исследованиях свойств объектов и материалов с помощью источников импульсных воабуждаюцих излучений (генераторов нейтронов, импульсных лазеров и т.п.). Известен -генератор псевдослучайной двоичной последовательности, содержащий регистр сдвига с полусумматором в цепи обратной связи . 11 . .Недостатком: этого устройства является невозможность генерирования пачек импульсов спадающей интенсивности. Известно также устройство, содержащее генератор псевдослучайных равномерно-распределенных двоичных чисел, устро . йство задашяя кода и блок сравнения кодов 2. При использовании в указанном устрой стве генератора спадающих цифровых функгшй (в качестве устройства задания Кода) можно генерировать пачки импульсов спадающей интенсивности. Ойнако подобное устройство не дает возможность независимо регулировать скорость изменения интенсивности импульсов в пачке, начальную интенсивность импульсного потока в пачке и частоту следования пачек. Кроме того, статичедкие характеристики (в частности, дисперсия) импульсного потока в пачке будут отличаться от характеристик нестационарного пуассоновского потока, который имеет, место при исследованиях объектов импульсными источниками возбуждающих излучений, Цель изо етения - расширение функциональных возможностей генератора. Поставленная цель достигается тем, что в генератор пачек случайных импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с такTOBtiM входом генератора псевдослуча{ ных равномерно распределенных двоичньк чисел С-разр1Щных вькодов которого соединены с первой группой входов блока сравнения,-другая группа входов кото рого подключена к 6-разряднь1м выходам генератора цифровък спадающих функций дополнительно введены таймер, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ и два делителя частоты, причем вьсход генератора тактовых импульсов через первый делитель частоты соединен с, первым входом элемента И, а через второй делитель частоты с первым входом генератора цифровых спадающих функций, второй вход которого подключен к выходу таймера, при этом 5 -разрядных выходов генератора псевдослучайных равномерно распределенных двоич1гьсх; чисел через элемент ИЛИ-НЕ сое динен с вторым входом элемента И, третий вход которого соединен с выходом блока сравнения. На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого генератора. Генератор пачек случайных импульсов содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел, делителей 3 и 4 частоты, элемент 5 И, блок 6 сравнения, элемент 7 ИЛИ-НЕ генератор 8 спадаюших цифровых функций таймер 9, На чертеже также показана шина 1О управления таймером 9, Устройство работает следующим образом.О При появлении импульса на выходе генератора 1 осуществляется смена псевдослучайного числа в генераторе 2. Это же импульсный поток поступает на вход делителя 4 частоты, выходные импульсы которого осуществляют последовательный вывод значений цифровой функции в генераторе 8. Прошедшие через делитель 3 частоты, импульсы генератора 1 поступают на первый вход элемента 5 И. Блок 6 сравнения осуществляет сравне ние Е-разр5щных случайного числа и зна чения цифровой функции. При этом, если значение последней больше, то на выходе блока 6 сравнения появляется логичес кая единица. Значение 6 выбирают из заданных требований дискретизации цифровой функции. Элемент 7 ИЛИ-НЕ приближает характеристики выходного импульсного потока к пуассоновским, так как характеристики биномиального распределения тем больше приближаются к пуассоновским, чем мень ше вероятность появления импульса. Если на всех выходах генератора 8 спадакхцих цифровых функций присутствуют логические единицы (это обозначает что по третьему входу элемент 5 И открыт), тогдл выходной импульс делителя 3 пройдет на выход устройства только в том случае, если в этот момент на всех S входах элемента 7 ИЛИ-НЕ присутствуют логические нули. Вероятность этого события 2 . Значение S выбирают исходя из заданных требований приближения характеристик выходного потока к пуассоновсЕсли в генераторе 8 цифровых функций генерируется спадающая последовательность значений двоичных чисел, то вероятность появления импульса квазипуассоНовского потока на выходе устройства будет уменьшаться, при этом интенсивность импульсного потока будет спадать. После уменьшения двоичного числа в генераторе 8 функций до нуля, импульсный поток на выходе устройства прекращается. Через некоторое время, задаваемое таймером 9 его выходным импульсом, осуществляется установка генератора 8 функций в исходное состояние-{например;, 111...1), после чего процесс многократно повторяется. При необходимости таймер 9 может запускаться от внешнего генератора через шину 1О управления. Изменяя коэффициент деления делителя 4, можно изменять скорость уменьшения интенсивности импульсного потока при сохранении- ее начального значения. Изменение коэффициента деления делителя 4 дает возможность независимо изменять начальную интенсивность импульсного потока в пачке при сохранении формы ее спада. Таким образом, предлагаемый генератор по сравненью с известным позводйет приблизить статические характеристики генерируемого нестационарного импульсного потока к пуассоновским и дает возможность независимо изменять начальную интенсивность и скорость изменения интенсивности следования импульсов в пачке, что приводит к расширению функциональных возможностей генератора. Формула изобретения Генератор пачек случайных импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом генератора псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел, - эазряиных выходов которого соединены с первой группой входов блока

сравнения, другая группа входов которого подключена к t -разрядным выхсдам генератора цифровых спадающих функций, отличающийся тем что, с цепью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены таймер, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ и два делителя частоты, причем выхсд генератора тактовых импульсов через первый делитель частоты соединен с первым входом элемента И, а через второй делитель частоты с первым входом генератора цифровых спадающих функций, вто- . рой вход которого подключен к выходу таймера, при этом 5-разряиных выходов генератора псевдослучайньж равномерно

распределенных двоичных чисел через элемент ИЛИ-НЕ соединен с вторым входом элемента И, третий вход которого соединен с выходом блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Яковлев В.В, Федоров Р.Ф. Добрис Г.В. Стохастические преобразотели информации, Л. Машиностроение , 1978, С.64.