Генератор случайного потока импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет формирования потоков импульсов со сложными законами распределения. Цель достигается введением в генератор случайного потока импульсов делителей 11 и 15 частоты, элементов И 12, 16 и 20, элементов ИЛИ 13 и 17, датчика 14 случайного потока импульсов, датчика 18 случайных чисел, блока 19 сравнения, датчиков 21 и 25 случайных импульсов, триггеров 22 и 26, элемента задержки 23, элемента И 24 и образования новых функциональных связей, обеспечивающих формирование потоков импульсов с различной структурой и длительностью смешения исходных потоков импульсов. Кроме того генератор содержит элементы ИЛИ 1 и 4, датчик 2 случайных чисел, блоки 3 и 28 сравнения, формирователь 5 импульсов, генератор 6 тактовых импульсов, блок 7 задания точности, блок 8 нормирования, блок 9 задания интенсивности, шину 10 управления, счетчики 27 и 33 импульсов, регистры 29 и 31, сумматор 30, блок 32 умножения, мультиплексор 34 и группу 35. 1 -35. N шин установки. 1 ил.

А2

СО103 СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU, 1587625 (51) 5 Н 03 K 3/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1520653 (21).4479859/24-21 (22) 26.08.88 (46) 23.08.90. Бюл. N 31 (72) В.У.Торбин, А.Н.Сазанович, Э,8.Борисов и О.ф,Быстров (53) 621.374.2 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1520653, кл. H 03 K 3/84, 1987. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА

ИМПУЛЬСО8 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова2 но в информационно-измерительной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возмо>нностей генератора за счет формирования потоков импульсов со сложными законами распределения. Цель достигается в;,ед .нием в генератор случайног, по>..::а импульсов делителей 11 н 15 -,астотл, элементов И 1?, 16 и 20, .-;-л-.!е>- òî.ИЛИ 13 и 17, датчика 1я случаиного потока импульсов, датчика 18 спи чайных чисег>, блока 19 сравг"-,>-: .;:, д=-: чиков 21 и 25 случайных и .пульсов.

1587625

10 триггеров 22 и 26, элемента задержки

23, элемента И 24 и образования новых функциональных связей, обеспечивающих формирование потоков импульсов с разпичной структурой и длительностью смешения исходных потоков импульсов. Кроме того, генератор содержит элементы ИЛИ 1 ч 4, датчик 2 случайных чисел, блоки 3 и 28 сравнения, „15

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в информационно-измерительной технике и является усовершенствованием изобретения по авт. св. NÐ 1520653..

Цель изобретения - расширение

20 функциональных возможностей за счет формирования потоков импульсов со сложными законами распределения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора случайного потока импульсов.

Генератор случайного потока импульсов содержит последовательно соединенные первый элемент ИЛИ 1, первый

30 датчик 2 случайных чисел, первый блок

3 сравнения, второй элемент ИЛИ 4 и формирователь 5 импульсов, последовательно соединенные генератор 6 тактовых импульсов и блок 7 задания точности, блок 8 нормирования, группа йходов которого соединена с группой выходов блока 9 задания интенсивности, шину 10 управления, последовательно соединенные первый делитель ll1 40 частоты, первый элемент И l2 и третий элемент ИЛИ 13, последовательно соединенные датчик 14 случайного потока импульсов, второй делитель 15 частоты и второй элемент И 16, последова- 45 тельно соединенные четвертый элемент

ИЛИ 17, второй датчик 18 случайных чисел, второй блок 19 сравнения, третий элемент И 20, первый датчик 21 случайных импульсов и первый триггер

22, последовательно соединенные элемент 23 задержки, четвертый элемент

И 24, второй датчик 25 случайных импульсов и второй триггер 26, выход которого соединен с вторым входом

55 второго элемента И 16, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ 13. Шина 10 управления соединена с первым входом четвертого формирователь 5 импульсов, генератор

6 тактовых импульсов, блок 7 задания точности, блок 8 нормирования, блок

9 задания интенсивности, шину 10 управления, счетчики 27 и 33 импульсов, регистры 29 и 31, сумматор 30, блок 32 умножения, мультиплексор 34 и группу 35.1-35.п шин установки.

1 ил. элемента ИЛИ 17, с входом датчика 14 случайного потока импульсов, с входом генератора 6 тактовых импульсов и с первым входом первого элемента

ИЛИ 1, второй вход которого соединен с выходом формирователя 5 импульсов, с входом первого делителя 11 частоты, с входом установки блока 7 задания точности и с входом установки блока

8 нормирования, вход которого соединен с входом блока 9 задания интенсивности и с выходом генератора 6 тактовых импульсов. Выход блока 7 задания точности соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 4. Вторая группа входов первого блока 3 сравнения соединена с группой выходов блока 8 нормирования. Второй вход первого элемента И l2 соединен с выходом первого триггера 22, второй вход которого соединен с выхоДом третьего элемента И

20, первый вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И

24, выход которого соединен с вторым входом второго триггера 26 и с третьим входом четвертого элемента ИЛИ

l7, второй вход которого соединен с выходом второго датчика 25 случайных импульсов. Выход четвертого элемента

ИЛИ 17 соединен через. элемент 23 задержки с вторым входом третьего элемента И 20.

Блок 7 задания точности содержит последовательно соединенные счетчик

27 импульсов и блок 28 сравнения, ! вторая группа входов которого соединена с выходами регистра 29. Входы синхронизации и установки счетчика

27 импульсов являются соответственно входом и входом установки блока 7 г задания точности, выходом которого является выход блока 28 сравнения.

Блок 8 нормирования содержит сумматор 30, группа входов которого сое25

5 15876 динена с группой выходов регистра 31 и с первой группой входов блока 32 умножения, группа выходов которого соединена с группой входов регистра

31, входы установки и синхронизации

5 которого являются соответственно входом установки и входом блока 8 нормирования, группа выходов и группа - входов которого являются соответственно группой выходов сумматора 30 и,второй группой входов блока 32 умножения.

Блок 9 задания интенсивности содержит счетчик 33 импульсов, соответствующие выходы которого соединены с соответствующими входами мультиплексора 34, соответствующие группы входов которого соединены с соответству- 20 ющими группами 35.1-35.п шин установки. Счетный вход счетчика 33 импульсов является входом блока 9 задания интенсивности, группой выходов которого является группа выходов мульти- 25 плексора 34.

Датчик 14 случайного потока импульсов может быть выполнен, например, в виде .совокупности блоков 1-9 (и соответствующих связей между ними).gp обведенных на чертеже сплошной линией.

Датчики 21 и 25 случайных импульсов могут быть выполнены, например, в виде совокупности блоков 2-9 (и

35 соответствующих связей между ними), обведенных на чертеже штрихпунктирной линией.

Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.

Перед началом работы в регистре

31 блока 8 нормирования устанавливается единичное значение, в регистре

29 блока 7 задания точности устанавливается число m, шагов дискретиза- 45 ции экспоненциальной зависимости вида

Д(!1 i 4Т (1

f (t ; ) = 1 - е

На второй группе входов второго блока 19 сравнения устанавливается вероятность Р, определяющая пропор1 У цию смешения потоков Зрланга, т.е. вид закона распределения выходного потока импульсов.

На шинах 35.1 — 35.п группы шин установки устанавливаются величины (Л(1! дт ) (-4 !!.4à ) (1(1 47- )

1 где п определяет количество различных экспоненциальных зависимостей вида

f". (с) = 1 — е 1 в соответствии

-Л <11 ! с которыми вырабатываются случайные потоки импульсов различных интенсивностей.

Последовательность установки значений (е 47дт ) на шин х 35,1-35.п группы шин установки блока 9 задания интенсивности определяет порядок перехода к каждой последующей интенсивности генерируемого случайного потока импульсов.

При поступлении импульса запуска на шину 10 управления, т.е. на генератор 6 тактовых импульсов и через первый элемент ИЛИ 1 на датчик 2 случайных чисел, генератор 6 тактовых импульсов начинает вырабатывать импульсы с периодом лТ, датчик 2 случайных чисел выработает случайное число, распределенное равномерно на интервале (0,1), которое поступает на первый блок 3 сравнения.

При накоплении в счетчике 27 импульсов числа, равного m, срабаты1 вает блок 28 сравнения (в силу равен- ства содержимых счетчика 27 импульсов и регистра 29) . Блок 28 сравнения вырабатывает единичный сигнал, который, проходя через второй элемент ИЛИ 4, поступает на формирователь 5 импульсов, который в свою очередь вырабатывает единичный импульс. Данный импульс проходит на вход первого делителя 11 частоты, а также сбрасывает в нуль счетчик 27 импульсов и переводит в единичное состояние регистр 31 блока 8 нормирования.

1 = ° ° ° > m

1 где д " - интенсивность импульсов случайного потока;

dT - шаг дискретизации экспонен55 циальной зависимости.

Счетчики 27 и 33 импульсов устанавливаются в нулевые состояния.

При помощи счетчика 33 импульсов происходит отслеживание порядка изменения интенсивности генерируемого потока импульсов. В соответствии с увеличивающимся значением содержимого этого счетчика импульсов происходит последовательное подсоединение мультиплексором 34 различных шин 35.1

-Л <1дт

35.п задания постоянных (е " " ), 1587625 (е " 1 ), ° .., (е -i> ï ) к блоку

32 умножения блока 8 нормирования.

В блоке 32 умножения происходит умножение числа, находящегося в регистре 31,и числа е 1," 4, поступающего с выхода мультиплексора 34.

Запись полученного произведения в регистр 31 производится при выработке генератором 6 тактовых импульсов очередного импульса, который разрешает запись в регистр 31 содержимого блока 32 умножения.

Таким образом, в моменты времени — д Т в регистре 31 будут нахо диться числа

Л (!1 i . а т

= е

П (е

6=1

А.

Л (11

=,е

В сумматоре 30 производится операция вычитания из единицы содержимого регистра 31, т.е. на выходе суммато- 25 р 30 образуется число

-1 +, В = 1 - А = 1 - е

45 где < 0,05.

Блок 3 сравнения в тот момент, когда содержимое сумматора 30 становится большим случайного числа, сгенерированного датчиком 2 случайных чисел, вырабатывает единичный сигнал. Этот сигнал, проходя через элемент ИЛИ 4 на формирователь 5 импульсов, обеспечивает последним выработку очередного импульса, который поступает на делитель 11 частоты.

Таким образом, на входе делителя

11 частоты формируется пуассоновский поток импульсов переменной интенсив1 !

1, ..., m,. 30

Таким образом, на выходе сумматора 30 при выработке генератором 6 тактовых импульсов каждого очередног1э тактового импульса в моменты i.,зТ находится число, соответствующее зна- З5 ч6нию функции экспоненциального закона распределения.

Для обеспечения практически требуемой точности задания функции дискретного экспоненциального закона 4п дт распределения константы е должны удовлетворять условию —.1, дT (2

1 — е (р ности, а на выходе делителя 11 частоты после соответствующе о прореживания - поток Эрланга 1-го, 2-го и т.д. порядка.

Формирование требуемого выходного потока устройства производится следующим образом, Одновременно с прохождением импульса запуска по шине 10 управления

I на вход элемента ИЛИ 1 и вход запуска генератора 6 тактовых импульсов этот же импульс проходит на шину управления датчика 14 случайного потока импульсов (например, пуассоновского) и на первый вход элемента

ИЛИ 17.

Устройство .датчика 14 случайного потока импульсов аналогично той части .чертежа, которая обведена сплошной линией, а порядок его работы совпадает с описанным.

Поступление импульса на вход датчика 14 случайного потока импульсов приводит к формированию на его выходе, например, пуассоновского потока импульсов переменной интенсивности с параметрами соответственно.Я",,1<, ..., Л „, а на выходе делителя 15 и частоты - потока Эрланга.

Прохождение поступившего на первый вход элемента ИЛИ.17 импульса с шины

10 управления на вход датчика 18 случайных чисел приводит к выработке последним равномерно распределенного на интервале (О,1) случайного числа д . При выполнении условия o((P, блок 19 сравнения формирует положительный потенциал, который открываетэлемент И 20 и пропускает через него задержанный элементом 23 задержки импульс с выхода элемента ИЛИ 17.

Этот импульс, поступая на второй вход (установки в единицу) триггера 22, переводит последний в единичное состояние, одновременно с этим этот же импульс запускает датчик 21 случайных импульсов, который вырабатывает импульс через случайный промежуток времени, распределенный, например, по показательному закону .вида (з1 -Л(ы — 1-е

Устройство датчика 21 случайных импульсов соответствует той части чертежа, которая обведена штрихпунктирной линией. При этом запуск датчика 21

25 1О чисел, т.е. следующему циклу работы устройства.

15876 формула изобретения

Если с() P„, то на выходе блока 19 сравнения формируется нулевой потенциал, который открывает элемент ЗАПРЕТ 24, обеспечивая тем самым установку в единичное состояние триггера

26 и возбуждая датчик 25 случайных импульсов. Единичное состояние триггера 25 открывает элемент И 16 и обеспечивает прохождение на выход устройства импульсов потока Эрланга с делителя 15 частоты.

35

Составитель Ю,Бурмистров

Редактор С.Пекарь Техред Л.Сердюкова Корректор М,Шароши

Заказ 2426 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Н-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина,101 случайных импульсов производится путем подачи импульса на обьединенный вход его генератора тактовых импульсов и его датчика случайных чисел, Перевод триггера 22 в единичное состояние приводит к открытию элемента И 12 и пропуску через него и элемент ИЛИ 13 на выход устройства потока импульсов Эрланга с выхода делителя 11 частоты, Поступление данного потока на выход генератора прекращается в момент переброса триггера 22 в нулевое состояние, который происходит в момент поступления на его вход установки в нуль импульса, выработанного датчиком 21 случайных импульсов.

Импульс, выработанный датчиком 21 случайных импульсов, проходит также через третий вход элемента ИЛИ 17 на датчик 18 случайных чисел, генерируя тем самым на выходе этого датчика новое случайное число с .

Интервал времени пропуска в выходную шину генератора потока импульсов с делителя 15 также распределен по 40 показательному закону вида (+1 и! -Л +

f (с) = 1 — е в соответствии с которым датчик 25 4 случайных импульсов вырабатывает очередной импульс. Генерация данного импульса приводит к переводу триггера 26 в нулевое состояние и к очередному запуску датчика 18 случайных

Генератор случайного потока импульсов по авт. св. У 1520653, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования потоков импульсов со сложными законами распределения, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый делитель частоты, первый элемент

И и третий элемент ИЛИ, последовательно соединенные датчик случайного потока импульсов, второй делитель частоты и второй элемент И, последовательно соединенные четвертый элемент ИЛИ, второй датчик случайных чисел, второй блок сравнения, третий элемент И, первый датчик случайных импульсов и первый триггер и последовательно соединенные элемент задержки, элемент ЗАПРЕТ,. второй датчик случайных импульсов и второй триггер, шина управления соединена с входом датчика случайного потока импульсов и с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго датчика случайных импульсов, вход которого соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и с вторым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ, выход четвертого элемента ИЛИ через элемент задержки соединен с вторым входом третьего элемента И, выход формирователя импульсов соединен с входом первого делителя частоты.