Генератор случайных чисел

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п) 46650 0

4GN3 Советскнк

Ооциалистическик

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.03.73 (21) 1893948/18-24 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл. G 06f 1/02

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3(088.8) Опубликовано 05.04.75. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 16.07.75 (72) Авторы изобретения

3. Л. Шапиро, В. Н. Гаврилов и В. Д. Кравченко (71) Заявитсль (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

ВсУд Р твениьй комитет (32) Приоритет

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при исследовании устройств и систем автоматического управления на физических моделях и аналоговых вычислительных машинах с учетом случайных возмущений.

Известные управляемые генераторы случайных чисел содержат генератор случайного процесса, выходы которого присоединены к усилителю, а выход усилителя соединен с вентилем, к второму входу которого присоединен выход триггера, управляемого от ЭЦВМ. Выход вентиля присоединяется к входам группы разрядных вентилей, Вторые входы вентилей связаны с матричным переключателем, который подсоединен к выходам многофазного мультивибратора. Выходы разрядных вентилей соединены с входами формирующих триггеров.

Основным недостатком существующих устройств является невозможность получения задаваемых корреляционных характеристик последовательности случайных чисел.

Целью изобретения является получение последовательности случайных чисел с задаваемыми коэффициентами корреляции. Это достигается тем, что в генератор введены электронный ключ и амплитудный селектор, причем первый вход электронного ключа соединен с выходом фильтра низких частот, а второй вход подключен к первому выходу многофазного мультивибратора, второй выход которого соединен с вторым входом амплитудного селектора, первый вход которого подключен к выходу клю-.а, а выходы амплитудного селектора соединены с выходами первого бло-а памяти.

На фиг. 1 изображена структурная схема

10 генератора случайных чисел; на фиг, 2 — временная диаграмма.

Структурная схема содержит первичный источник случайных импульсов 1, выход которо15 го через блок формирования импульсов 2 подключен к входу фильтра низких частот 3, выход которого присоединен к первому входу электронного ключа 4, выход которого соединен с первым входом амплитудного селектора

20 5, второй вход которого соединен со вторым выходом многофазного ждущего мультивибратора 6, первый выход которого соединеп со вторым входом электронного ключа 4. Другие выходы многофазного ждущего мультивибра25 тора 6 соединены с шинами сброса блоков па мяти 7, вход мультивибратора 6 соединен с выходом блока управления 8. Выходы амплитудного селектора 5 соединены с входами первого блока памяти 7, выходы которого соеди30 иены с входами второго блока памяти и т. д.

406500

Выходы амплитудного селектора и блоков памяти подключены к матричному переключателю 9.

Принцип действия генератора заключается в получении инфранизкочастотного случайного напряжения (шума) со стабильным законом распределения мгновенных значений, его дальнейшее преобразование с помощью устройств квантования и формирование случайного сигнала в виде последовательности случайных чисел с нормированными вероятностями появления и задаваемым коэффициентом корреляции, Работа устройства поясняется на временной диаграмме (фиг. 2).

Генератор работает следующим образом, Импульсы случайной частоты и амплитуды

У„генерируемые первичным источником 1, поступают на вход блока формирования импульсов 2, на выходе которого получается последовательность однополярных импульсов Ug, равной амплитуды, но случайных по моментам появления. Далее импульсы, проходя через фильтр низких частот 3, преобразуются в инфранизкочастотное случайное напряжение

U,. Закон распределения и корреляционная функция мгновенных значений случайного напряжения зависят от параметров фильтра низких частот. Корреляционная функция имеет вид (g) =- 2) > где а= (R, С вЂ” параметры фильтра);

RC о — среднее квадратическое отклонение случайной функции напряжения.

Блок управления 8 вырабатывает тактовые импульсы У,ь запускающие многофазный ждущий мультивибратор 6, с первого выхода которого периодически подаются на второй вход электронного ключа 4 управляющие импульсы U В момент прихода импульсов U, электронный ключ открывается и на первый вход амплитудного селектора 5 поступают импульсы Uy случайной амплитуды, равной значению U, в момент взятия проб. В зависимости от амплитуды импульса Uy появится сигнал У „ на одном из выходов амплитудного селектора, что эквивалентно выпаданию того или иного числа. Количество чисел равно количеству выходов амплитудного селектора.

Обнуление амплитудного селектора осуществляется импульсами Ui, снимаемыми со второго выхода мультивибратора. Для размножения каналов используются блоки памяти 8 (по од10 ному на каждый канал), воспроизводящие

«выпавшие» в первом канале, т, е. амплитудном селекторе 5, числа со сдвигом во времени на один такт относительно друг друга.

Сброс сигналов в блоках памяти 7 осуществляется импульсами обнуления, поступающими с выходов фаз ждущего мультивибратора 6 на шины сброса блоков памяти 7.

Регулируя длительность тактовых импульсов блока управления 8, можно получить любой коэффициент корреляции случайных чисел. Задаваемые законы распределения случайных чисел набираются с помощью штеккеров на наборном поле матричного переключателя 9.

Предмет изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий источник случайных импульсов, выход которого через блок формирования импульсов подклю чен ко входу фильтра низких частот, многофазный ждущий мультивибратор, вход которого соединен с выходом блока управления, а выходы фаз — с шинами сброса блоков памяти, входы и выходы которых подключены ко

35 входам матричного переключателя соответственно, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач,.генератор содержит ключ и амплитудный селектор, причем выход фильтра низких частот соединен

4» с первым входом клю1а, ко второму входу которого подключен псрвый выход многофазного ждущего мультивибратора, второй выход которого соединен со вторым входом амплитудного селектора, к первому входу которого под45 ключен выход ключа, а выходы амплитудного селектора соединены со входами первого блока памяти соответственно.

466500 Риъ 1

V с аг. g

Корректор О. Тюрина

Редактор P. Киселева

Заказ 1625(6 Изд. ¹ 641 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пв. Сапунова, 2

Составитель Э. Сенина

Техред T. Курилко

LJ.