Генератор случайных сигналов

 

1. ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ , содержащий последовательно соединенные датчик равномерно распределенных случайных чисел,дешифратор , блок элементов И, блок элементов ИЛИ и блок формирователей импульсов , а также выходной сумматор, о т л и ч а ю щ и и. с я тем, что, с целью упрочения и ускорения перестройки закона распределения мгновенных значений амплитуд формируемых случайных сигналов, в него-введенй блок управления,последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и регистр сдвига, последовательно соединенные источник опорных напряжений , первый переключатель и преобразователь кода в напряжение, а также первый и второй { нтеграторы, второй, третий и четвертый переклю- ; |чатели, причем дополнительные выходы блока элементов ИЛИ подключены к управляющим входам преобразователя кода в напряжение и первого переключателя и через второй переключатель к управлякяцим входам первого и второго интеграторов, выходы ко торых через третий переключатель подключены к первому входу выходного сумматора , второй вход которого подключен к выходу прео бразователя кода в напряжение , разрядные входы регистра сдвига подключены.к выходам блока формирователей импульсов, а выход . регистра сдвига подключен к тактовому входу датчика равномерно распределенных случайных чисел, к управлякяцим входам второго и третьего (Л переключателей и через четвертый переключатель к входам сброса первого и второго интеграторов, сигналь- j ные входы которых подключены к дру-г I г ему выходу источника опорных напря .жёний, а выходы блока управления подключены к управляющим вхрдам блока элементов И и к установочным входам регистра сдвига, второго,третьего и четвертого переключателей. 2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что блок Элементов И содержит управляющие ячейки , каждая из которых состоит из па|раллельно включенных двухвходовых логических элементов И, первые входы которых являются сигнальными входами блока элементов И, а вторые вхрды объединены и являются управляющими входами блока элементов И.

(19) (И), C QO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 354773?/18-09 (22) 15,11,82 (46) 07,02.84..Вюл. Р 5 (72) С.A. Шанин (71) Куйбышевский ордена. Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева (53) 621.373;43(088.8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

9 524174, кл. Н 03 В 29/00, 1974 °

2. Черкасова В.В. Генератор случайных сигналов с изменяемым законом .распределения мгновенных значений напряжения. Полупроводниковая .электроника в технике связи. Вып. 19. М., Связь, 1978, с. 146, рис.2 (прототип) . (54)(57) .1 ° ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГHAJIOB, содержащий последовательно соединенные датчик равномерно pac" пределенных случайных чисел,,дешифратор, блок элементов И, блок элементов ИЛИ и блок формирователей импульсов, а также выходной сумматор, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью упрощения и ускорения перестройки закона распределения мгно-. венных значений амплитуд формируемых случайных сигналов, в него. введенй блок управления, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и регистр сдвига, последовательно соединенные источник опорных на-. пряжений, первый переключатель и преобразователь кода в напряжение, а также первый и второй интеграторы, второй, третий и четвертый переклю, .чатели, причем дополнитель ные выходы блока элементов ИЛИ подключены к управляющим входам преобразователя кода в напряжение и первого переключателя и через второй переключатель к управляющим входам первого и вто« рого интеграторов, выходы которых через третий переключатель подключены к первому входу выходного сумматора, второй вход. которого подключен к выходу преобразователя кода в напряжение, разрядные входы регистра сдвига подключены,к выходам блока формирователей импульсов, а выход регистра сдвига подключен к тактовому входу датчика равномерно распределенных случайных чисел, к управ- @ ляквцим входам второго и третьего переключателей .и через четвертый переключатель К входам сброса первого и второго интеграторов, сигналь- ( ные входы которых подключены к дру-. гому выходу источника опорных напря- Я .жений, а выходы блока управления подключены к управляющим вхрдам бло ка элементов И и к установочным входам регистра сдвига, второго, третьего и четвертого переключателей.

2. Генератор по п. 1, о т л и- ©. ч а ю шийся тем, что блок элементов И содержит управляющие ячейки, каждая из которых состоит из па- ,раллельно включенных двухвходовых ,логических элементов И, первые входы которых являются сигнальнйми входами блока элементов И, а вторые входы объединены и являются управлякв ими входами блока элементов И. р

107224б чатели, причем дополнительные выходы блока элементов ИЛИ подключены к управляющим входам преобразователя кода в напряжение и первого переключателя и через второй переключатель

6О к управляющим входам первого и второ"

ro интеграторов, выходы которых чеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано н системах статистического моделирования.

Известен генератор случайных сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов, дешифратор, фазовращатель, дна датчика псевдослучайных сигналов, блок сравнения и блок вычисления разности (1), Недостаток данного генератора слу-10 чайных сигналов — отсутствие перестройки закона распределения мгновенных значений амплитуд формируемых случайных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому 15 является генератор случайных сигналон, содержащий. последовательно соединенные датчик равномерно распределенных случайных чисел, дешифратор, блок элементов И, блок элементов HJIH и блок формирователей импульсон, а также выходной сумматор f23.

К недостаткам известного генератора случайных сигналов относится трудность переналадки на генерирование сигнаЛон, имеющих другие законы распределения мгновенных значений амплитуд, так как она требует замены .или ручной перестройки формирователей ю пульсов, что обуславливает низкую скорость .смены закона распре- 30 деления мгновенных значений амплитуд формируемых случайных сигналов. Кроме того, число генерируемых случайных сигналон определяется количеством формирователей импульсов, равным 35 удноенному числу интервалов разбиения функции, обратной функции распределения, что требует больших за- трат оборудования.

Цель изобретения — упрощение и 4п ускорение перестройки закона распределения мгновенных значений амплитуд формируемых случайных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что н генератор случайных сигна-45 лов, содержащий последовательно соединенные датчик равномерно распределенных случайных чисел, дешифратор, блок элементов И, блок элементов

ИЛИ и блок формирователей импульсов, а также выходной сумматор, введены блок управления, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и регистр сдвига, послецовательно соединенные источник опорных напряжений, первый переключатель. и 55 преобразователь кода н напряжение, а также первый и второй интеграторы, второй, третий и четвертый переклюрез третий переключатель подключены к первому входу выходного сумматора, второй вход которого подключен к выходу преобразователя кода в напряжение, разрядные входы регистра сдвига подключены к выходам блока формирователей импульсов, а выход регистра сдвига подключен к тактовому входу датчика равномерно распределенных случайных чисел, к управляющим входам второго и третьего переключателей и через четвертый переключатель к входам сброса первого и второго интеграторов, сигнальные входы которых подключены к другому выходу источника опорных напряжейий, а выходы блока управления подключены к управляющим входам блока элементов

И и к установочным входам регистра сдвига, второго, третьего и четвертого переключателей.

Блок элементов И содержит управляющие ячейки, каждая из которых состоит из параллельно включенных двухвходовых логических элементов И, первые входы которых являются сигнальными входами блока элементов И, а вторые входы объединены и являются управляющими входами блока элементов И.

На фиг.l представлена структурная электрическая схема предлагаемого генератора случайных сигналов; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Генератор случайных сигналов содержит дешифратор l, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, блок 3 элементов И, блок 4 элементов ИЛИ, преабразонатель 5 кода в напряжение (ПКН), первый и второй переключатели б и 7, первый и второй интеграторы 8 и 9, блок 10 формирователей импульсов, регистр ll сдвига, генератор 12 тактовых импульсов, третий и четвертый переключатели 13 и 14, источник 15 опорных напряжений, выходной сумматор 16 и блок 17 управления. Блок 3 элементов И состоит из управляющих ячеек 18.

Генератор случайных сигналов работает следующим образом..

В исходном состоянии управляющие ячейки 18 выключены, по сигналу Сброс с блока 17 управления регистр 11 сдвига устанавливается в нулевое состояние, четвертый иереключатель 14 соединяет выход регистра 11 сдвига с входом сброса второго интегратора 9, третий переключатель 13 — вход выходного суююатора

16 с выходом второго интегратора 9, а второй переключатель 7 — выходы блока 4 элементов ИЛИ, подключенные к нему, с управляющими входами второго интегратора 9;. на выходе полного дешифратора 1 возбуждена шина, 1072246 соответствующая числу на выходах датчика 2 равномерно распределенных случ ай ных ч ис ел .

При подаче команды с блока 17 управления на включение соответствую" щей управляющей ячейки 18 происхо- . 5 дит настройка генератора случайных сигналов на формирование случайного сигнала с требуемым законом распределения и одновременный пуск его; С блока 4 элементов ИЛИ, входы которых 10 подклюиены к возбуждейной выходной шине дешифратора 1, поступают коман-. ды на ПКН 5, через второй переключатель 7 на второй интегратор 9 и через блок 10 формирователей импульсов на регистр 11 сдвига. На ПКН 5 подается код, задающий значение на» пряжения в начальном узле интервала аппроксимации функции, соответствующего возбужденной выходной шине де.шифратора 1. Код, поступающий на уп- о. равляющие входы второго интегратора

9, задает постоянную времени, соответствующую крутизне функции -на этом участке аппроксимации. Напряжения с выходов IIKH 5 (фиг.2.6) и второго ийтегратора 9 (фиг. 2г). складываются выходным сумматором 16 (фиг, 25) . Логическая единица, записанная в соот.ветствующий разряд регистра 11 сдвига импульсом, выделенным одним из,, ЗО формирователей блока 10 формирователей. импульсов, начинает продвигаться на выход регистра 11 сдвига по так товым импульсам генератора 12 такто-. вых импульсов. Через промежуток вре+ 35 .,мени, равный длительности интервала аппроксимации, импульс с выхода регистра ll сдвига поступает на датчик

2 равномерно распределенных случай- . ных чисел, на управляющие входы вто- 4р рого и третьего переключателей 7 и ,13 и через:четвертый переключатель 14 на вход сброса второго интегра- . .тора 9. Импульсом, поступившим на второй интегратор 9, производится его обнуление, а четвертый переклю" чатель 14 устанавливается в положение, когда выход регистра ll сдвига соединен с входом сброса первого интеГратора 8. По команде с регистра

1l сдвига третий переключатель 13 отключает вход выходного сумматора

16 от выхода второго интегратора

9 и подключает его к выходу первого интегратора 8 (фиг. 20), а второй переключатель 7 переключает выходы блока .4 элементов ИЛИ, -подключенные к нему, с управляющих входов. второго интегратора 9 на управляющие входы первого интегратора 8. В датчике 2 равномерно распределенных. случайных . чисел импульс производит смену выходного случайного числа. Новому состоянию выходов датчика 2 ставится в соответствие новое состояние ВыхО» дов дешифратора l. По командам с блока 4 элементов ИЛИ, подключенных к .возбужденной выходной шине дешифратора 1, производится перестройка

ПКН 5, первого интегратора 8 и регистра ll сдвига и начинается формирование следующего участка аппроксимации обратной. функции.

Изменение полярности опорного напряжения, подаваемого на вход ПКН 5,. производится подачей команды на первый переключатель 6 с дешифратора 1 через один из элементов блока 4 элементов ИЛИ.

Перестройка генератора на формирование случайного процесса с иным законом распределения мгновенных . значений амплитуд осуществляется сменой койанды с блока- 17 управления на включение другой управляющей ячейки 18.

Таким образом, формирование случайных сигналов с помощью предлагаемого генератора основано на методе нелинейного преобразования, обратного заданной функции распределения..

Требуемая функция распределения обеспечивается параметрами импульсов, которые .определяются в результате кусочно-линейной аппроксимации и дискретизации.во времени функции, обратной к заданной Функции распределения, построенной в координатах время — напряжение (фиг.2О) .

Эффективность изобретения заключается в упрощении и ускорении перестройки закона распределения мгйовенных значений амплитуд формируемых случайных сигналов, что приводит к увеличению числа генерируемых случайных сигналов в 2,5 раза при использовании меньшего объема оборудования. Годовой экономический эффект от использования 10 разработанных .генераторов случайных сигналов составит 3150 руб.

1072246

1072246

Составитель Н. Яатзиенко

Редактор A. Лежнина Техред Ж.Кастелевич

Корректор И, демчик

Филиал- ППП Патент, r -Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 144/51 Тираж 862 Подписное

ВБИИПИ Росударстэенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаушСкая наб., д. 4/5