Генератор случайного процесса

 

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА , содержащий первый источник случайного сигнала, выход которого соединен с обмоткой реле, вычитатель, о тлич ающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет получения симметричного относительно математического ожидания распределения , он содержит второй источник случайного сигнала, выход которого через размыкакщий контакт реле соединен с выходом генератора и входом вычитаемого.вычитателя непосредственно , вход уменьшаемого которого является установочным входом генератора , а выход вычитателя через замыкающий контакт реле соединен с выходом генератора. (Л М k у ft) Ъыхбд 1 yft)

СОЮЗ COBKTCHHX

С С ИМ ВФ

РЕСПУБЛИК

0% 00

29 А заоС06 F 7 58

К АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

bQ08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ! (21) 3626718/24-24 (22) 26.07.83 (46) 15. 11.84. Бюл. В 42 (72) Н.Н. Евтихиев и Е.А. Сандлер (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (53) 681.325(088.8) (56) 1. Бобнев М.П. Генерирование случайных сигналов. М., "Энергия", 1971, с. 190-209.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 1092502, кл. G 06 F 7/58, 1982 (прототип). (54)(57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий первый источник случайного сигнала, выход которого соединен с обмоткой реле, вычитатель, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей. генератора за счет получения симметричного относительно математического ожидания распределения, он содержит второй источник случайного сигнала, выход которого через размыкающий контакт реле соединен с выходом генератора и входом вычитаемого.вйчитателя непосредственно, вход уменьшаемого которого является установочным входом генератора, а выход вычитателя через замыкающий контакт реле соединен с выходом генератора.

1124296

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может

I быть использовано в качестве источника случайных сигналов при решении широкого круга задач вероятностного моделирования.

Известны три типа генераторов некоррелированных случайных воздействий. Генераторы первого типа, в которых реализуются выборки из не- 10 которых флуктуационных процессов, содержат первичные датчики шума, к выходу которых подключаются усилительные, преобразовательные и стабилизирующие устройства (1 ). 15

Однако в таких генераторах в связи -с наличием первичного физическо.го датчика шума отсутствуют точные априорные сведения о некоррелированности генерируемых воздействий, 20 а также имеют место неконтролируемые нестабильность и дрейф характеристик различных элементов, что может приводить к появлению корреляции между этими воздействиями. 25

Известны также генераторы второI

ro типа, представляющие собой регистры сдвига с обратными связями, которые вырабатывают псевдослучайные имитации некоррелированных слу- Ç0 чайных воздействий (1 j.

Однако псевдослучайные воздействия будучи детерминированными и периодическими, "приближают соответствующие случайные воздействия лишь 35 по небольшому числу параметров, что существенно ограничивает возможности их использования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гене- 40 ратор случайного процесса, в котором некоррелированность генерируемых воздействий достигается за счет периодического изменения его структуры, осуществляемого контактами реле, подключенного к выходу источника управляющего случайного сигнала (2g.

Однако и вестное устройство позволяет генерировать некоррелированные случайные воздействия лишь с равномерным распределением их значений, что ограничивает возможности его использования.

Целью изобретения является расши- 55 рение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможности генерирования некоррелированных случайных воздействий с произвольным распределением вероятностей значений, симметричным относительно математического ожидания.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайного процесса, содержащий первый источник случайного сигнала, выход которого соединен с реле, вычитатель введен второй источник случайного сигнала, выход которого через размыкающий контакт реле соединен с выходом генератора и входом вычитаемого. вычитателя непосредственно, вход уменьшаемого которого является установочным входом генератора, а выход вычитателя через замыкающий контакт реле соединен с выходом генератора.

На чертеже изображена блок-схема генератора.

Генератор содержит источник 1 случайного сигнала, вычитатель 2, источник 3 случайного сигнала и реле 4.

Генератор работает следующим образом.

Источник 3 случайного сигнала вырабатывает сигнал Z(Ц, постоянный на интервалахпаФ, fl =- 1,2.. °, где ЬФ - заданный интервал времени между некоррелированными выходными воздействиями генератора, и принимающий на этих интервалах значения

"О" и "1" с вероятностями и Р =1-. q соответственно, причем значения

Е„= Z(8k) и= 1,2, ° ° ° у в со» вокупности статистически независимы.

Источник 1 случайного сигнала вы- рабатывает сигнал xt, также постоян ный на интервалах nay, h = 1,2. ° °, такой, что значения х„=х(n t) ь= 1,2,..., статистически независимы ао значениями Z и =1,2...;, и имеют заданную функцию распредрления вероятностей P(x), симметричную-относительно математического ожидания

М=М(х„1, т.е. Г (хам=1- Р(2М- xJ.

При 2„= "1" выход генератора соединен непосредственно с выходом источника первичных случайных воздействий, а при 2„= "О" - через вычитатель 2, в котором связь между значениями выходного сигнала и входного х определяется соотношением

Ч=2М-х

1124296

Ч(Ц=(2У(Ц-1) х(Ц+г(1-Z(tlj М

Составитель А. Карасов

Редактор И. Недолуженко ТехредМ.Надь Корректор И. Максимишинец

Заказ 8280/37 Тираж 698

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Выходной сигнал генератора мН( при этом равен

Следовательно, если sÄ = w(n a t!, ri= 1,2,..., то

В(У„y )= (4p -

Р=1/2 имеем

4(„Ч„,„)= И2 т.е. величины у„и ч„,,оказываются некоррелированными.

Так как у =х„ с вероятностью р и y„=2М-x„с вероятностью 1-Р, 2О а F(x)=1-Г(2М-х), то распределения величин к„и у„совпадают.

Таким образом, последовательность

У „ .и = 1,2,. ° ., представляют собой последовательность некоррелиро- 25 ванных случайных. воздействий с заданным симметричным относительно математического ожидания распределением вероятностей значений.

Базовый объект представляет собой источник случайных воздействий, построенных из выборки флуктуационного процесса, порожденного первичным физическим датчиком шума. Корреляционные свойства генерируемых

35 генератором этих воздействий зависят от ширины спектра первичного шума и трудно контролируемых параметров различных элементов генератора. В связи с этим в базовом объекте отсутствуют точные априорные сведения о корреляционных свойствах генерируемых случайных воздействий и их некоррелированность может определяться и контролироваться лишь с помощью трудоемких тестовых проверок. I

Техническим преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом является то, что не- коррелированность генерируемых воздействий полностью обеспечивается установкой определенных значений легко контролируемых параметров источника управляющего случайного сигнала и не зависит от корреляционных свойств воздействий, вырабатываемых первичным источником.

Таким образом, отпадает необходимость контроля корреляционных характеристик генерируемых устройством воздействий с помощью трудоемких статистических тестов, используемых для контроля воздействий, гене-. рируемых базовым объектом, так как эти характеристики полностью определяются легко измеряемыми параметрами устройства.

Экономический эффект, обусловленный использованием устройства, определяется экономией машинного времени, затрачиваемого на гроведение тестовых проверок корреляционных характеристик генерируемых воздей- ствий.