Двухканальный генератор случайного процесса

 

ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий группу источников шума, и второй выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дискриминаторов, группы выходов которых соединены соответственно с первой и второй группами адресных входов первого блока памяти, третья группа адресных входов которого подключена к группе выходов дешифратора соответственно , источник шума, схему срав-, нения, первый и второй ключи, выходы которых являются соответственно выходами первого и второго каналов генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет обеспечения свойства нестационарности формируемым процессам, он содержит счетчик, четыре элемента задержки, умножитель, второй блок памяти и генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с входами источников шума группы и с входом источника шума, выход первого блока памяти через первый элемент задержки соединен с первым входом схемы сравнения , выход которой соединен с управ ляющими входами первого и второго (Л ключей и со счетным входом счетчика, информационньй выход которого соединен с информационным входом дешифратора, группа выходов которого соединена с группой адресных входов второго блока памяти, выход которого соединен с первьм входом умножителя, второй вход которого через второй элемент задержки соединен с выходом источника шума, со а выход умножителя соединен с вторьм 4ib входом схемы сравнения, первьй и второй выходы источников группы соответственно через третий и четвертый элементы задержки соединены с информационными входами первого и второго ключей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) С ОЬ F 7 58.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3652377/24-24 (22) 11.10.83 (46) 15.06.85. Бюл. )1 22 (72) Л.В.Боброва, Г.И.Горьян, Н.В.Киселев и А.Г.Якубовская (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 684.325 (088.8)

{56) 1.Авторское свидетельство СССР

)) 177798, кл. С.06 F 7/58, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР

)) 781799, кл. G 06 F 7/58, 1976.

3.Авторское свидетельство СССР

N 466511, кл. С 06 Р 7/58, 1972.

4.Авторское свидетельство СССР

Р 1049902, кл. С 06 F 7/58, 1981 (прототип) . (54)(57) ЛВУХКАНАЛЬНЬЙ ГЕНЕРАТОР

СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий группу источников шума,п, вый и второй выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дискриминаторов, группы выходов которых соединены соответственно с первой и второй группами адресных входов первого блока памяти, третья группа адресных входов которого подключена к группе выходов дешифратора соответственно, источник шума, схему срав- . нения, первый и второй ключи, выходы которых являются соответственно выходами первого и второго каналов генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет обеспечения свойства нестационарности формируемым процессам, он содержит счетчик, четыре элемента задержки, умножитель, второй блок памяти и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами источников шума группы и с входом источника шума, выход первого блока памяти через первый элемент задержки соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен с управ е ляющими входами первого и второго ключей и со счетным входом счетчика, информационный выход которого соединен С с информационным входом дешифратора,» группа выходов которого соединена с Я группой адресных входов второго блока памяти, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого через второй элемент задержки соединен с выходом источника шума, а выход умножителя соединен с вторым входом схемы сравнения, первый и второй выходы источников шума группы соответственно через третий и четвертый элементы задержки соединены с информационными входами первого и второго ключей.

1 116

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для формирования нестационарного двухканального случайного процесса, заданного двумерным распределением.

Известны устройства для формирования двухканальных случайных процессов 1) и 12j .

Однако известные устройства не позволяют получать статистически связные двухканальные (т.е. векторные) процессы.

Известен также многоканальный генератор случайного процесса, который позволяет моделировать И связанных случайных процессов (3 ).

Однако степень связности процессов ограничена рамками корреляционной теории.

Наиболее близким к данному изобретению является двухканальный генера, тор случайного процесса, содержащий первую группу источников шума, выходы которых соединены со входами трех нелинейных преобразователей, компараэ тора и ключей, выходы которых являются выходаМи генератора и соединены со входами других компараторов, выходы которых соединены со входами блоков памяти, выходы которых соединены с управляющими входами нелинейных преобразователей, выходы которых подключены к выходам источников шума второй группы, а выходы схем срав1 нения соединены со входами элемента

И, выход которого соединен с управляющими входами ключей 4 ).

ОДнако известный генератор не позволяет получить нестационарные процессы, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения свойства нестационарности формируемым процессам.

Для достижения поставленной цели в двухканальный генератор случайного процесса, содержащий группу источников шума, первый и второй выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго дискриминаторов, группы выходов которых соединены соответственно с первой и второй группами адресных входов первого блока памяти, третья группа адресных входов которого подключена к группе выходов дешифратора соответственно, источник шума, схему сравнения, пер1940

45 вый и второй ключи, выходы которых являются соответственно выходами первого и второго каналов генератора, введены счетчик, четыре элемента задержки, умножитель, второй блок памяти и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входами источников шума группы и со входом источника шума, выход первого блока памяти через первый элемент задержки соединен с первым в;.одом схемы сравнения, выход которой соединен с управляющими входами первого и второго ключей и со счетным входом счетчика, информационный выход которого соединен с информационным входом дешифратора, группа выходов которого соединена с группой адресных входов блока памяти, выход которого соедннен с первым входом умножителя, второй вход которого через второй элемент задержки соединен с выходом источника Шума, а выход умножителя соединен со вторым входом схемы сравнения, первый и второй выходы источников шума группы соответствен" но через третий и четвертый элементы задержки соединены с информационными входами первого и второго ключей.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого генератора; на фиг.2 схема блока памяти.

Генератор содержит дискриминаторы

1 и 2, дешифратор 3, блок 4 памяти, элемент 5 задержки, схему 6 сравнения, умножитель 7, блок 8 памяти, счетчик 9, ключи 10 и ii элементы

12 и 13 задержки, группу 14 источников шума, элемент 15 задержки, источник 16 шума, генератор 17 тактовых импульсов.

Блок 4 памяти содержит ячейки 18 памяти, а также ключи 19 и 20.

Генератор предназначен для формирования нестационарного векторного процесса x(t), y(t), заданного двумерной плотностью вероятности

f(х1, у, Т), где Т вЂ” параметр нестационарности.

Блок памяти 4 служит для запоминания аппроксимации этой плотности вероятности. Каждая из матриц ячеек памяти 18 нужна для запоминания плотности f(х, у, Т), =1,...,И, где

N — число дискретизаций параметра Т.

При формировании каждой пары значений х, у используется метод Неймана, т.е. за значения х, у прини-.

3 1161 мается пара значений выборки равномерно распределенных случайных величин r u r, эти значения подставля,ются в плотность вероятности и проверяется неравенство 5

940 где правая часть служит для задания ,частоты появления параметров х и у, 10

r — равномерно распределейная случайная величина; К вЂ” коэффициент масштабирования, который должен выбираться в зависимости от максимума функции (х, у, Т). Однако в связи с тем, что формируемый процесс нестационарный, этот максимум различен для различных значений параметра Т.

Можно выбрать К с учетом наибольшего из максимумов, но это приведет к 20 снижению быстродействия устройства, поскольку формирование пары х, у с малым значением максимума масштабирования все равно будет вестись по наибольшему максимуму. В результате 25 могут быть отброшены как непригодные те пары r,,г, которые на самом де11 ле удовлетворяют плотности

Е(х, у, Т). В связи с этим в схему введены умножитель 7 и блок 8 памяти. З0

Последний представляет собой набор потенциометров, на которых выставлен набор коэффициентов Е = Ч(Т) . Умно- житель 7 необходим для масштабирования случайной величины r от второго

2 35 источника 16 шума в зависимости от величины К. Счетчик 9 служит для задания параметра Т, дискриминатор 2 для выбора матрицы 18-Т и потенцио1 метра в блоке 8 памяти соответству1 40 ющих текущему значению параметра Т.

Дискриминаторы 1 и 2 нужны для выбора строки и столбца, соответству-. ющих текущим значениям r u r .Эле2 менты задержки 5, 12 13 и 15 необ1 45 ходимы для обеспечения временного согласования работы блоков схемы.

Элементы задержки 12 и 13 должны обеспечйвать задержку, равную времени срабатывания четырех блокоь гене50 ратора (блоки 1, 4, 5 и 6), элемент

15 — двух (блоки 3 и 8), элемент 5 задержки - одного блока.

Запуск генератора производится генератором 17, который запускает первый 14 и второй 16 источники шума. В счетчик 9 предварительно записывается единица, что обеспечиf(r, r, Т)) К ° г

55 й(х4, у, Т.)=й {r,, r, Т,) y К-r>, (1) вает появление сигнала, на первом входе дешифратора 3 и открывание четвертого ключа 20, т.е. выбор первой матрицы ячеек 18, где запомнена плотность вероятности f(x, у, T„)

Случайные величины r и r1 от перт 2 вого источника 14 шума поступают на входы первого и второго 2 дискриминаторов, на i-м и j-м входах которых появляются сигналы, и обеспечивают подключение всех i-х столбцов и всех j-строк (последние за счет открывания третьих ключей 19-С-j

1,...,N).

В результате на выходах ключей

19 появляются величины, пропорциональные Г(х, у, T)=f(ã,", r, Т ), z 1 рые поступают на входы соответствующих четвертых ключей 20. Поскольку сигналом от дешифратора 3 открыт только ключ 20, на первый вход схемы

6 сравнения поступает величина, пропорциональная f (r„, rz, Т„) . На втором входе схемы 6 — величина, пропорциональная К, r (так как сигналом с выхода дешифратора 3 выбран. первый элемент блока 8 памяти, что обеспечивает умножение блоком 8 величины г от второго источника 15

3 шума на величину К„).

Если неравенство (1) не выполнено то в следующий такт работы устройства проверяется неравенство

Если на этот раз неравенство выполнено, сигналом схемы 6 сравнения открываются ключи t0 и 11, на вход устройства поступают величины х

П1 И

= г„, у = r . Поскольку одновременно выдается сигнал на вход счетчика

9, с его выхода снимается величина, пропорциональная "двум 1. Сигналом с выхода дешифратора открывается четвертый ключ 20-2, что равносильно выбору второй матрицы 18 При появлении на входах дискриминаторов 1 и 2 очередной пары случайных чисел .3

„, r проверяется неравенство

Если оно выполняется, на вход генератора поступает новая пара чисел х = г

-„ г,, у = г . Таким образом может

1,161940 бйть сформирована реализация двухканального случайного процесса произвольной длины с любым заданным двумерным распределением.

По сравнению с прототипом и базовым устройством предлагаемое позволяет расширить класс решаемых задач, так как прототип предназначен только для моделирования стационарно, случайных процессов с двумерным распределением, а базовый объект — для формирования стационарной последовательности с одномерным нормальным распределением.

Сост. витель А.Карасов

Редактор С.Тимохина Техред Л.Мартяяова Корректор О.Тимор

Заказ 3969/50 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4