Датчик случайного потока Советский патент 1982 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к технике формирования случайных сигналов и может быть использовано в вычислительных и моделирующих системах для статистических испытаний.

Известен генератор случайных сигналов,- содержащий пороговый элемент/ генератор шума, фильтр, детектор, генератор синусоидгшьного напряжения, усилитель и формирователь импульсов 1 .

Недостатком устройства является его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик случайного потока, содержащий.генератор случайных чисел, регистр и блок сравнения на элемен- тах И и ИЛИ 2.

Недостатком известного устройства является невозможность получения случайного потока с равномерным распределением интервалов.

Цель изобретения - повышение равномерности распределения интервалов случайного потока.

Указанная цель достигается тем, что в датчик случайного потока, содержащий элементы И и ИЛИ, введены Т1риггер управления, первый и второй счетчики и первый и второй ключи,

входы которых соединены с шиной питания, а выходы ключей подсоединены соответственно к шинам питания первого и второго счетчиков, счетные входы которых подключены соответствен но к выходам первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с шиной тактовых импульсов, выход первого счетчика соединен с единичным входом триггера управления и с первым входом элемента ИЛИ, выход второго счетчика - с нулевым входом триггера управления и с вторым входом элемента ИЛИ, единичный выход триггера управления подключенк управляющему входу второго ключа и к второму входу второго элемента И, нулевой выход триггера управления подключен к управляющему входу пер20вого ключа и к второму входу первого элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с выходной шиной устройства.

На чертеже представлена.функциональная схема датчика случайного

25 потока.

Устройство содержит триггер 1 управления, элемент ИЛИ 2, первый и второй ключи 3 и 4, первый и второй элементы И 5 и б, первый и второй

30 счетчики 7 и 8, шину 9 тактовых импульсов,шину 10 питания, выходную. шину 11.

Шина 9 тактовых импульсов подключена к входам элементов И 5 и б, а шина 10 питания - к входам ключей 3 и 4. Выход элемента И 5 подключен к счетному входу счетчика 7, выход элемента И 6 - к счетному входу счетчика 8, шина питания счетчика 7 подключена к выходу ключа 3, а щина питания счетчика 8 - к выходу ключа 4. Выход счетчика 7 подключен к единичному входу триггера 1 управления и первому входу элемента ИЛИ 2, выход счетчика 8 - к нулевому входу триггера 1 управления и второ входу элемента ИЛИ 2, единичный выход триггера 1 управления подключен к управляющему входу ключа 3, нулевой выход триггера 1 управления - к управляющему входу ключа 4, выход элемента ИЛИ 2 подключен к выходной шине 11 устройства. Первые входы элементов И 5 и 6 подключены соответственно к нулевому и единичному выходам триггера 1 управления.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии О триггера 1 управления ключ 4 и элемент И б закрыты, а ключ 3 и элемент И 5 открыты. Напряжение питания с шины 10 через ключ 3 поступает на шину питания счетчика 7, в результате чего его триггеры самопроизвольно устанав1

О

или

ливаются в состояние

и в счетчике 7 фиксируется случайное двоичное число.

При поступлении тактовых импульсо с шкны 9 на второй вход элемента И 5 начинается заполнение счетчика 7, при переполнении которого выходной импульс поступает на первый вход элемента .ИЛИ 2 и далее на выходную шину 11 устройства и одновременно на единичный вход триггера 1 управления который устанавливается в состояние 1 .

При этом ключ 3 закрывается, снимая питание со счетчика 7, и прекращается поступление тактовых импульсов через элемент И 5. Одновременно открывается ключ 4, подавая напряжение на шину питания счетчика 8, триггеры которого самопроизвольно устанавливаются в состояние или О , в результате чего в счетчике 8 фиксируется некоторое случайное двоичное число. Тактовые импульсы с шины 9 через элемент И 6 поступают на счетный вход счетчика 8. Импульс переполнения счетчика 8 поступает на второй вход элемента ИЛИ 2 и далее на выходную шину 11 устройства, а . также одновременно на нулевой вход триггера 1 управления, устанавливая его в состояние О. При этом ключ 4 закрывается, снимая питание со

счетчика 8, и поступление тактовьк импульсов, через элемент И б прекращается.

Далее цикл работы датчика повторяется аналогично описанному.

Технико- экономическая эффектив ность -предлагаемого устройства sai лючается в равномерности распределения интервалов случайного потока.

Работу датчика характеризуют следующие соотношения:

дискретность временных интервалов в потоке

IH-Iii- - 0-N

,

где Тц - период тактовых импульсов; , Т - максимальный временной интервал в потоке; N - разрядность счетчиков; и текущее значение временный интервалов в потоке N

Т.х (2 - X,-) Tj,, где X.J - случайное число, фиксируемое при включении счетчика в i-OM.цикле формирования. Поскольку - равномерно распределенная случайная величина, то предлагаемого датчика случайного потока также равномерно распределенная случайная величина.

Формула изобретения Датчик случайного потока, содержащий элементы И и ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышени равномерности распределения интервалов случайного потока, в него введены триггер управления, первый и второй счетчики и первый и второй ключи входы которых соединены с шиной питания , а выходы ключей подсоединены соответственно к шинам питания первого и второго счетчиков, счетные вхды которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с шиной тактовых импульсов, выход первого счетчика соединен с единичным входом триггера управления ис первым входом элемента ИЛИ, выход второго счетчика - с нулевым входом триггера управления и с вторым входом элемента ИЛИ, единичный выход триггера управления подключен к управляющему входу второго ключа и к второму входу второго элемента И,,нулевой выход триггера управления подключен к управляющему входу первого ключа и к второму входу первого элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с выходной шиной устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР W 647858, кл. Н 03 К 3/84, .1977.

2.Бобнев М.П. Генерирование случайных сигналов. М., Энергия, 1971, с. 177-182, рис. 7-1 (прототип

/7