Цифровой датчик нормально распределенных чисел

 

378854

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ЗО.XII.1970 (№ 1616080/18-24) с присоединением заявки №

Приор итет

Опубликовано 18 Гк .1973. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 27М,1973

M. Кл. б 06f 15/34

Комитет ло делам иэобретеииб и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 681.332:519.2 (088.8) Авторы изобретения

В. И. Литовченко, Г. Г. Галустов и Л. Т, Тотаев

Таганрогский радиотехнический институту

,- «:т-:, .

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ДАТЧИК НОРМАЛЬНО

РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в технике цифрового моделирования и решении различных задач методом статистических испытаний на ЦВМ.

Известные устройства, содержащие генератор некоррелированных случайных чисел, схему сравнения кодов, регистр, вентили, генератор случайных импульсов, триггеры, тактовый генератор, выходной регистр и арифметическое устройство, работают по принципу цифровой линейной фильтрации. Однако гакие устройства сложны и имеют значительный объем необходимого оборудования. Ввиду большого количества арифметических операций при переработке исходного случайного числа в цифровом фильтре частота выдачи коррелированных чисел сравнительно невысока (8 — 10 кгтт) .

Целью изобретения является получение коррелированных чисел через знаковую корреляцию, что приводит к повышению быстродействия.

Это достигается тем, что датчик содержит второй генератор случайных импульсов, одноразрядный двоичный сумматор и вторую схему сравнения кодов, подключенную к первому и выходному регистрам.

Функция автокорреляции формируется через знаковую функцию автокорреляции путем задания вероятности совпадения знаков. Формирование очередного знака должно происходить с учетом знаков входных чисел и знаков уже коррелированных выходных чисел, 5 причем связь между знаками коррелированных чисел должны носить вероятностный характер. Чем сложнее вид корреляционной функции, тем больше знаков необходимо учитывать. В описываемом устройстве знак гене10 рируемого числа вырабатывается с учетом знака одного предшествующего выходного числа и знака входного числа.

Учет знаков в устройстве происходит на сумматоре по модулю 2, причем учитывае15 мые знаковые сигналы поступают на входы сумматора с заданными вероятностями Р, и

Р2. Изменяя соотношение между Р, и Р2, получают автокорреляционную функцию с различной скоростью затухания.

20 Знак числа принимается равным +1, если число превышает математическое ожидание, и равным — 1 в противоположном случае.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого датчика.

25 Генератор некоррелированных чисел I предназначен для генерирования некоррелированных чисел с нормальным законом распределения в интервале 0 — 1 и математическим ожиданием, равным 0,5. Генератор по30 строен по принципу нелинейного преобразо378854

25 з0

55 вания равномерно распределенных чисел в интервале Π— 1 в числа с нормальным законом распределения.

Выходной регистр 2 служит для запоминания числа, пришедшего с генератора 1, а также для изменения знака путем интертирования этого числа в зависимости от состояния второго триггера.

Схемы 8 и 4 сравнения кодов предназначены для сравнения пришедших чисел, представленных параллельным двоичным кодом, с величиной математического ожидания. Схемы состоят из одноразрядных схем сравнения, соединенных последовательно. Результат сравнения выдается в виде импульса на выходе схемы, если число превосходит величину математического ожидания. В остальных случаях импульс отсутствует.

Регистр 5 служит для хранения значения математического ожидания.

Триггер б предназначен для запоминания знака предшествующего выходного числа.

Нулевое состояние триггера соответствует отрицательному знаку числа, а единичное— положительному.

Вентили 7 и 8 предназначены для вероятностного управления прохождением импульсов знака.

Генераторы случайных импульсов 9 и 10 генерируют импульсы с заданной вероятностью их появления.

Импульс на выходе одноразрядного двоичного сумматора 11 появится в том случае, если на вход поступят комбинации 10 или 01.

При комбинациях 00 и 11 импульс на выходе отсутствует.

Генератор тактов 12 вырабатывает импульсы, обеспечивающие нормальную работу устройства. Запуск генератора внешний с клеммы «Запуск».

Триггер 18 предназначен для управления выходами регистра 2. Если триггер И находится в нулевом положении, то число с регистра снимается в прямом ходе. Единичному состоянию триггера соответствует инвертированное число.

Линия задержки 14 обеспечивает задержку импульса опроса регистра 2 относительно сброса триггера б.

Датчик работает следующим образом. В исходном положении на регистре 5 хранится значение математического ожидания, равного половине. На триггере б записан знак предыдущего выходного числа. На регистре 2 записан О, и триггер 18 находится в нулевом состоянии.

При подаче импульса на клемму «Запуск» генератор 9 вырабатывает синхронизирующий импульс, который подается на генераторы 1, 9 и 10. Генератор 1 генерирует число, которое записывается на регистр 2, одновременно определяется знак числа на схеме сравнения 8. Знаки чисел подаются на входы вентилей 7 и 8, по другим входам вентилей подаются импульсы с генераторов 9 и 10. Рсзультаты перемножения с вентилей 7 поступают на входы сумматора 11. Если на вход сумматора поступают комбинации 10 или 01, то вырабатывается импульс, который переводит триггер 18 в единичное состояние. Зто означает, что с выхода регистра 2 снимают инверсное число.

В случае комбинации 11 и 00 сумматор 11 не вырабатывает импульса и, следовательно, знак числа, снимаемого с выходного регистра

2, меняться не будет.

Далее происходит установка триггера б в нулевое состояние импульсом сброса с генератора 12 и через линию задержки 14 опрос регистра 2. В результате этого на выходном разъеме появляется число. Одновременно это число подается на цифровую схему сравнения 8, где определится знак числа, который запоминается триггером б. Затем триггер И устанавливается в нулевое состояние, а в регистр 2 записывается О. При подаче следую щего импульса запуска цикл работы повтс ряется.

Предмет изо бретения

Цифровой датчик нормально распределенных чисел, содержащий генератор некоррелированных чисел, соединенный с первой схемой сравнения кодов, другие входы которой подключены к регистру хранения математического ожидания, а выход соединен с первым вентилем, связанным с первым генератором случайных импульсов, первый триггер, соединенный со вторым вентилем, второй триггер, подключенный к выходному регистру, тактовый генератор соединен с первым триггером и через линию задержки с выходным регистром, отличающийся тем, что, с целью получения последовательности чисел с заданной через знаковую функцию автокорреляции связью, он содержит второй генератор случайных импульсов, соединенный со вторым вентилем, одноразрядный двоичный сумматор, входы которого подключены к выходам вентилей, а выход соединен со вторым триггером, вторую схему сравнения кодов, подключенную входами к выходному регистру и к регистру хранения математического ожидания, а выходом связанную с первым триггером.

378854

Составитель В. )Ковииский

Редактор T. Фадеева Техред Л. Богданова Корректор Н. Аук

Заказ 1883/4 Изд. № 436 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2