Генератор случайной последовательности сигналов

 

Союз Советских

Социапистическых

Республик

О Il И С А Н И Е (742991

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено03. 10,77 (2! )25299 12/18-24 (51 ) M. Кл.

G 07 С 15/00

G 06 F 1/02 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет— СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.06.80. Бюллетень № 23 (5g) у@К 681 . 325 (088. 8) Дата опубликоваиия описания 27 06. 80

Л. В, Боброва, Л. Н. Иткина, H. В. Киселев, Е. Н. Кузнецова и A. Г. Снегурова (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Северо-Западный заочный политехни чески и институт (54) ГEH EPATOP СЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

СИГНАЛОВ

20

Изобретение относится к вы тислительной технике и может быть исполт зовано при моделировании случайной последовательности импульсов.

Известен генератор случайной последовательности импульсов, содержаший

5 функциональные преобразователи, переключатели, генератор исходной случайной последовательной jl)

Однако этот генератор позволяет поlO лучить только одновременное распределение.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор случайной последовательности сигналов, содержаший генератор случайных чисел, функциональные преобразователи, блок сравнения интегратор (2) .

Однако этот генератор не позволяет получить многомерное нормальное распре де ле ние.

Бель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора за счет моделирования случайных чисел с нормальным распределением.

Для достижения поставленной цели в генератор случайной последовательности сигналов, содер жаши и пер вый генератор случайных чисел вход которого соединен с шиной запуска, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого функштонального преобразователя, вход которого через интегратор соединен с выходом второго функиионального преобразователя, введены счетчик импульсов, ключ, амплитудно-временной преобразователь, блок памяти, первый и второй переключатели, группу функциональных преобразователей группу интеграторов и второй генератор случайных чисел, вход которого объединен с первым входом первого переключателя и подключен к шине запуска, а выход второго генератора случайных чисел соединен с первым входом ключа и через счетчик импульсов — со вторым входом ключа, третий вход которого подключен

3 74 к выходу первого функционального преоб-. разователя, а выход ключа объединен с выходом первог о переключателя и подключен ко входу амплитудно-временного преобразователя и к первому входу блока памяти, выход которого соединен со вторым входом первого переключателя, третий вход которогО Объедие!Он со вторым входом блока памяти,,с последним входом вто рого функционального преобразователя, с первым входом второго переключателя и подключен к последнему выходу групп» интеграторов и к выходу блока сравнения второй вход которого объединен,со втоpbiv входом второго переключателя, третий вход которого подключен к выходу ачплитудно- временног о преобразователя, первый выход второго перекл(очателя соединен со входом второго функционального преобразователя, а второй выход второго переключателя соединен со входами группы функциональных ггреобразователей, выходы которых через группу интеграторов соединены с группой входов второго функционал»ног о преобразователя соответственно.

На чертеже показана. блок-схема генератора.

Генератор содержит шину 1 заг(уска, которая соединена с первым и вторым ге-нераторами 2 и 3 случайных пгсел. Выход генератора 3 случайных чисел соединен со счетчиком 4 и через ключ 5 с амплитудно-временным преобразователем

6 и блокОм 7 пам яти, Счетчик 4 предназначен дпя подсчета количества импульсов, которое равно размерности закона распределения, Блок 7 памяти предназначен для храпения атих импульсов. Выход его соединен через переключатель 8, первый управляющий вход которого соединен с выходом блока

«Пуск«1 со входом амплитудно-времен-! ного преобразователя 6. Амплитудно-временной преобразователь служит для пре« образования входного сигнала в импульсы длительность которых пропорциональна амплитуде входи»гх импульсов, Выход амплитудно — временного преобразователя 6 через переключатель 9 соединен со входами группы функциональных преобразователей типа политрон 10-1, 10-2,...,10- N . Выходы всех И политронов Соединены со входами группы интеграторов 13-1 ...,11- ((, выходы которых соединены с N управляющими входами блока 12, представляющего собой функгшональный преобразователь типа полит2991 . 4 рон. Кроме того, выход интегратора 11соединен спервым,управляющим входом переключателя 9 и считывающим входом блока 7 памяти, Выход же блока

12 соединен со входом интегратора 13, 5 который соединен с функциональным преобразователем типа политрон 14. Выход же последнего соединен со вторым управляющим входом переключателя 9 и первым входом блока 15 сравнения.

Второй вход блока 15 сравнения соединен с вых о дом пер вого ге нер атора 2 случайных чисел. выход блока 15 сравнения соединен с разрешающим входом блока 7 памяти и вторым управляющим входом переключателя 8, который подклю1ает блок 7 памяти либо ко входу блока

6, либо к выходу генератора.

Генератор предназначен для моделирования серии И -мерных случайных последовательностей X = (Х >, ... > Х ((),подчиг(яющейся нормальному закону распределения, который может быть представлен формулой

Х

2г ((=«р (— тг — (.г .ехР (-. (Х M(S (х-Л1) ), где Х вЂ” случайные N -мерные вектора ., М вЂ” математическое ожидание (г равное 0;

3 — ковариационная матрица случайного вектора Х

1 S I — детерминат матрицы;

3 — обратная ковариационная матрицаа, 55 и работает следующим образом.

Предварительно на управ -.яго(цие пластины группы политронов 10-1,...,10-N подаются напряжения, IrpoIIopmo»Ianьпые (0 -1 столбцам матрицы S . Переключатель 9 находится в положении, замыкающем цепь: амплитудно-временной преобразователь

6 — блоки 10-1,..., 10- ("(. На управляю45 щих пластинах политрона 14 выставляются напряжения, соответствующие виду моделируемой функции 5 (Х) учитывая коаффициент при акспоненте. Переключатель 8 находится в положении, замыкающем цепь, блок 7 памяти -амплитудно-.

50 временной преобразователь 6, По запускающему сигналу с шины 1 генератор 3 случайных чисел выдает сигналы, котсрые подаются на счетчик 4 и через ключ

5S

5 на входы амплитудно-временного преобразователя 6 и блока 7 памяти. Счетчик

4 подсчитывает количество ичпульсов, когда оно равно М, сигнал сб счетчика

4 размыкает ключ 5. Сигнал с генера40

Формула и зобретения

Генератор случайной последователь SO ности сигналов, содержаший первый генератор случайных чисел, вход которого соединен с шиной запуска, а выход соединен с первым входом блока сравнения, 5 7429 тора 3 случайных чисел запоминается последовательно в ячейках блока 7 памяти и преобразуется блоком 6 в ступенчатое напряжение, которое через замкнутый переключатель 9 согласно первоначальному положению подается на блоки 10-1,...., 10- Й,а с их выходов на интеграторы

11-1„., 11 - N . С выходов интеграторов 11-1,..., 11- Й напряжения, пропорциональные скалярному произведению 1О а-1 столбца матрицы О на строку-вектор К, подаются нв управляющие входы пож1трона 12. Одновременно напряжение с выхода интегратора 11 N пеРеключает переключатель 9 на замыкание цепи, амплитудно-временной преобразователь 6— вход второго политрона 12 и является сигналом считывания блока 7 памяти. Напряжение с выхода блока 7 памяти через замкнутый в исходном положении переключатель 8 поступает через амплитудновременной преобразователь 6 и перек— лючатель 9 на вход второго политрона

12, а с его выхода на вход интегратора

13. С выхода интегратора 13 снимаются напряжения, пропорциональные значениям квадратичной формы — <(X-Ì) S (К-M) и подаются на вход политрона 14. С выхода политрона 14 сниматься сигнал,пропор— циональный f (X), который подается на второй управляющий вход ключа 5 и на первый вход блока 15 сравнения. На второй вход блока 15 сравнения подается сигнал Г с первого генератора 2 случайных чисел. Если выполняется условие Г < f ()() блок сравнения выдает сигнал, который поступает на разрешающий вход блока 7 памяти и второй управляющи и вход переключателя 8, который1 замыкает цепь; блок 7 памяти — выход генератора.

По разрешающему сигналу от блока

15 сравнения блок 7 памяти выдает через гюреключатель 8 последовательность импульсов, подчиняющихся заданному закону распределения.

91 6 второй вход которого соединен с выходом первого функционального преобразователя, вход которого через интегратор соединен с выходом второго функционального преобразователя, о т л и ч а ю— шийся теч, что, с целью расширения функциональньгх возмож«Остей Геи(. ратора за счет моделирования случайного сигнала с многочерныч нормальныч распределением, он содержит счет1ик импульсов, ключ, амплитуд«о-временной преобразователь, блок памяти, перBbIA и второй переключатели, группу функциональных преобразователей, группу интеграторов и второй генератор случайных чисел, вход которого объединен с первым входом первого переклю гателя и подключен к шине запуска, а выход второго генератора случайных чисел соединен с.первым входом ключа и через счетчик импульсов — со вторым входом ключа, третий вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя, в выход ключа объединен с выходом первого переключателя и подк1по— чен ко входу амплитудно-време1пгого преобразователя и к первому входу блока памяти, выход которого сседине«со вторым входом первого переключателя, третий вход которого объединен со вторыч входом блока памяти, с последним входоч второго функшгонального преобразователя, с первым входом второго переключателя и подключен к выходу последнего интегратора группы и к вьгходу блока сравнения, второй вход которого объединен со вторыч входом второго переключателя, третий вход которого подклгочен к выходу амплитудно-временного преобразователя, первый выход второго перек:почателя соеди нен со входом второго функционального преобразователя, а второй выход второго перек1почачателя соединен со входами фу нкшгональных преобразователей группы выходы которых через группу интеграторов соединены с группой входов второго функшгонального преобразователя соответстве1пю.

ИСТОЧНИКИ И ЦфОРЧ & Шги, принятые во внимагрге при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 458821, кл. G 06 F- 1/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 447707, кл. 9 06 Р 1102, 1973 (прототип), 74299 1

Составитель А. Карасов

Редактор Т. Киселева Техред Р. Олиян Корректор Н. Григорук

Заказ 3623/17 Тираж 641 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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