Генератор равномерно распределенных случайных сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз СоВВТсКНх

Социалистическия

Республик

< и 781798

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 020179 (21) 2713655/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231180. бюллетень ¹ 43 р1)м. к .

G 06 F 1/02

G 07 С 15/00

Государствениня комитет

СССР ио делам изобретений и открытиА (53) УДК681. 325 (088.8) Дата опубликования описания 23.1180 (72) Авторы изобретения

В-И Рудоманов, Г.П. Никитченко и H.А. Ру оман ва Ь

Киевский институт автоматики им. ХХЧ съезда КПСС (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР РАВНОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ

СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь. зовано при исследованиях стохастичес- ких систем.

Известен генератор случайных сиг- 5 налов, содержащий источники случайных импульсов и синхрониэирующих сигналов, вентиль, счетчик и статический триггер, один из входов которого подключен к источнику синхрони- 10 эирующих сигналов, а второй — к генератору случайных импульсов. Такое выполнение устройства позволяет формировать равномерно распределенные двоичные случайные цифры (1) .

Однако производительность генератора, особенно при формировании Nразряднйх случайных сигналов, невысока.

Известен также генератор случай- 26 ных сигналов, содержащий генератор первичного случайного процесса, генератор синхронизирующих импульсов, элементы И, триггер, линии задержки, пороговые схемы и счетчики по числу 25 разрядов формируемого случайного сиг« нала.

Такое выполнение устройства позволяет получить последовательности равномерно распределенных случайных 30

2 сигналов с числом разрядов, определяемым числом его каналов f2).

Недостаток этого устройства-огра ничеяность числа каналов, которые можно применить при построении такого устройства, что снижает возможности увеличения его производительности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор равномерно распределенных случайных сигналов, содержащий генератор случайной последовательности импульсов, делитель, линии задержки, счетчик импульсов, генератор периодических импульсов, выход которого через делитель соединен со входом линии задержки, схему разрешения, первый вход которой соединен с выходом делителя и схему выделения временных интервалов, включающую первый элемент И, первый вход которого является первым входом схемы, первый триггер, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй элемент И, второй вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, и второй триггер, единичный выход которого соединен со вторым входом первого элемента И,при чем первый вход схемы соединен с вы781798

65 ходом генератора случайной последовательности импулЬсов (3 ).

Недостаток этого генератора— низкая производительность, обуслов- ленная тем, что даже при самых благоприятных соотношениях параметров только примерно одна треть циклов работы устройства будет рабочей.

Цель изобретения — повышение производительности генератора.

Указанная цель достигается тем, что в известный генератор, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И,выход которого соединен со счетным входом первого триггера, выход которого соецинен с первым входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с единичным выходом второго триггера, введены первый и второй преобразователи "времянапряжение", интегратор, блок сравнения, третий триггер и четвертый триггер, счетный вход которого объединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен со входом первого преобразователя

"время-напряжение" и подключен к единичному выходу четвертого триггера, нулевой выход которого подключен к нулевому вхОду второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу третьего триггера, единичный и нулевой входы которого подключены соответственно к выход9 блока сравнения и к нулевому выходу второго триггера, выход второго элемента И соединен со входом второго преобразователя "время-напряжение", выхоц которого через интегратор соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого преобразователя "времянапряжение".

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг.2 - диаграмма работы генератора.

Генератор содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, блок

2 вьщеления временных интервалов, первый преобразователь 3 "время-на пряжение", второй преобразователь 4 . "время-напряжение", выход которого через интегратор 5 подключен к первому входу блока б сравнения, второй ьход кбтброго соединен с выходом первого преобразователя 3 "время-напряжение", а выход - со вторым входом

:третьего триггера 7.

Первый Вход блока 2 выделения временных интервалов соединен с выходом источника 1 цуассоновского потока импульСов, второй вход - с выходом третьего триггера 7.

Первый выход блока 2 выделения временных интервалов соедийен со входом второго преобразователя 4

"время-напряжение" второй выход - со

t0

55 входом первого преобра.зсвателя 3 "время-напряжение", третий выход с первым входом третьего триггера 7.

Блок 2 вьщеления временных интервалов включает в себя первый элемент

И Я, выход которого соединен со счетным входом первого триггера 9, второй элемент И 10, второй вход которого соединен с единичным выходом первого триггера 9, а первый вход с единичным выходом четвертого триггера 12, вход которого соединен с единичным выходом первого триггера

9, а нулевой выход — c единичным входом второго триггера 11, причем первым входом блока 2 вьщеления временных интервалов является первый вход первого элемента И 8, второй вход которого соединен с единичным выходом второго триггера 11, вторым входом блока 2 выделения временных интервалов является второй вход триггера 11, вторым выходом — единичный выход четвертого триггера 12, а третьим выходом — нулевой выход второго триггера 11.

Генератор работает следующим образом.

Пуассоновский поток импульсов поступает от источника 1 на первый вход блока 2, где происходит Формирование временных интервалов, образуемых пачками импульсов соответственно между моментами поступления первого и второго импульсов каждой пачки („) и между моментами прихода первого и третьего импульсов („.+

+{„„). Одновременно с началом формирования временных интервалов с первого и второго выхода блока 2 на входы первого 3 и второго 4 преобразователей поступают сигналы начала преобразования формируемых временных интервалов в напряжения. После окончания Формирования временных интервалов четвертый триггер 12 устанавливается в единичное состояние, а первый вход блока 2 закрывается для входного потока, поскольку в этот момент начинается процесс деления.

С выхода второго преобразователя 4 сигнал через интегратор 5 поступает на первый вход блока б сравнения,на второй вход которого поступает сиг-., нал с выхбда первого преобразователя 3 "время-напояжение"..

В момент времени, когда уровни напряжений на входах блока б сравнения равны, на его выходе формируется импульс, которнй возвращает третий триггер 7 в исходное состояние, т.е. заканчивается Формирование импульса, длительность которого равна частному от деления С„/,„ с „ „ .Одновременно возвращается в исходное состояние первый триггер 9 и на первый элемент И 8 подается разрешение на прохождение импульсов от генератора, после чето процесс повторяется.

781798

Источник 1 пуассононского потока импульсов выдает поток случайных импульсов, которые поступают на первый вход блока 2 выделения временных интервалов, которым н блоке 2 является первый вход первого элемента И 8. В исходном состоянии на второй вход первого элемента И 8 подается разрешак ций потенциал единичного выхода второго триггера 11. Импульс, поступающий от генератора,проходит на выход ервого элемента Й 8 и поступает на счетный вход первого триггера 9, переводя его в единичное состояние. Через второй элемент

И 10 сигнал не проходит, так как на его первый вход поступает запрет с единичного выхода четвертого триггера 12. С приходом второго импульса потока первый триггер 9 переходит н исходное состояние и запускает второй триггер 11. На выходе четвертого триггера 12 появляется сигнал, который через второй выход блока 2 выделения временных интервалов поступает на вход первого преобразователя 3

"время-напряжение" и одновременно дает разрешение на второй элемент

И 10.

С приходом третьего импульса потока первый триггер 9 переходит в единичное состояние. поскольку на входе второго, элемента И 10 имеется разрешение, на первом выходе блока 2 выделения временных интервалов появляется сигнал. Второй и четвертый триггеры 11 и 12 не меняют своих состоя. ний. С приходом четнертого импульса второй и четвертый триггеры 11 и 12 переходят в исходные состояния, при этом четвертый триггер 12 запускает нторой триггер 11, который дает запрет на прохождение импульсов потока через элемент И 8 и переводит третий триггер 7 н единичное положение. В результате на первом и втором выходах блока 2 выделения временных. интервалов образовались два импульса с длительностями соответственно и 7. Д-+ .

Использование предлагаемого устройства обеспечивает сокращенйе времени исследования стохастических систем, что позволяет" снизить затраты и повысить эффективность и» "лелонания таких систем. формула изобретения

ГЕнератор равномерно распределен- ных случайных сигналов, содержащий источник пуассононского потока импульсов, выход коТорого соединен с

1О первым входом первого элемента U,âûход которого соединен со счетным входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй нход первого элемента И соединен с единичным ны15 ходом второго триггера, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью понышения производительности генератора, он содержит первый н второй преобразователи "время-напряжение" е

Щ интегратор, блок сравнения, третий триггер и четвертый триггер, счетный вход которого объединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен со входом

25 первого преобразователя "время-напряжение" и подключен к единичному выходу четвертого триггера, нулевой выход которого подключен к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу третьего триггера, единичный и кулевой входы которого подключены соответственно к ныходу блока сравнения и к нулевому выходу второго триггера, выход второго элемента И соеди35 нен со входом второго преобразователя "время-напряжение", выход которого через интегратор соединен с первым входом блока, сравнения, второй вход которогд соединен с выходом

40 первого преобразователя "время-напряжение".

Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

45 М 131141, кл. 6 Об Г 1/02, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

9 152077 кл. 6 06 Г 1/02, 1960.

3. Бобнев Н.Р. Генерирование случайных сигналов и., "Энергия", 1971

50 (прототип).