Генератор случайного потока импульсов

Генератор случайного потока импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА ИМПУЛЬСОВ, содержащий источник пуассоновского потока импульсов и последовательно соединенные элемент задержки, счетчик импульсов, дешифратор , блок элементов И, многовхоГ ,овый элемент ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с входом стробирования дешифратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы генератора , в него введены равновероятностГ ный двухполюсник, первый делитель частоты, последовательно соединенные генератор импульсов, второй делитель частоты и элемент И, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, многовходовой элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычита1ощий вход которого через первый делитель частоты подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, причем выход источника пуассоновского потока подключен к входу равновероятностного двухполюсника, первый выход которого соединен с входом элемен (Л та задержки, а второй подключен к с счетному входу счетчика импульсов, при этом вторые входы блока элементов И соединены с выходами реверсивного счетчика. со СП оо СУ CD

СОЮЗ СОВЕТСКИМ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК рш Н 03 К 3/84, G 06 F. 7/58 Н « ;";:1щЩ «9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, Qli6iiki «,Ал (54) (57) 1. ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА ИМПУЛЬСОВ, содержащий источник пуассоновского потока. импульсов и последовательно соединенные элемент задержки, счетчик импульсов, дешифратор, блок элементов И, многовходовый элемент ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с входом стробирования дешифратора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности работы генератора, в него введены равновероятностГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 35 17546/18-21 (22) 03.12.82 (46) 30.05.84. Бюл. У 20 (72) А.С. Анишин и А.А. Анисифоров (53) 621.374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 736362, кл. H 03 К 3/84, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 978148, кл. G 06 F 7/58, 1981.

„„SU„„1095366 А ный двухполюсник, первый делитель частоты, последовательно соединенные генератор импульсов, второй делитель частоты и элемент И, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, многовходовой элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого череэ первый делитель частоты подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, причем выход источника пуассоновского потока подключен к входу равновероятностного двухполюсника, первый выход которого соединен с входом элемента задержки, а второй подключен к счетному входу счетчика импульсов, ( при этом вторые входы блока элементов И соединены с выходами реверсива ного счетчика.

1095366

2. Генератор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что равновероятностный двухполюсник содержит высокочастотный генератор импульсов, триггер и два элемента И, информационные входы которых объединены и являются входом равновербятностного двухполюсника, выход высокочасI е

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительной технике при решении задач аппаратурного вероятностного моделирования. 5

Известен генератор случайного потока импульсов, содержащий управляемый генератор пуассоновского потока импульсов, выход которого через управ ляемый делитель частоты соединен с 10 первым входом блока сравнения частот,. . второй вход которого соединен с вхо-, дом генератора опорных сигналов, а выход через блок управления — с управляющим входом генератора потока 15 случайных импульсов f1 ).

Недостатками этого генератора являются конструктивная сложность, связанная с применением в нем элементов аналоговой техники, и невысо- Zp кая точность установки интенсивности выходного потока из-за нелинейной зависимости интенсивности управляемого генератора от уровня отсечки Uo шумовых выбросов. .25

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является генератор случайного потока импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, щ счетчик импульсов, разрядные выходы - которого соединены с соответствующими разрядными входами дешифраторов, управляющий вход которого через элемент задержки соединен с входом "Сброс" счетчика импульсов, а выходы - с соответствующими входами блока элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами многовходного элемента ИЛИ (2 ), 40

Данный генератор обеспечивает цифровое управление интенсивностью пуассоновского потока импульсов. Однако тотного генератора соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и второго элементов И, выходы которых являются первым и вторым выходами равновероятностного двухполюсника.

1 точность его работы невелика из-за отсутствия в нем стабилизации интенсивности выходного потока импульсов.

Цель изобретения — повышение точности работы генератора за счет стабилизации интенсивности выходного потока импульсов.

Для достижения поставленной цели в генератор случайного потока импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов и последовательно соединенные элемент задержки, счетчик импульсов, дешифратор, блок элементов И, многовходовый элемент ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с входом стробирования дешифратора, введены равновероятностный двухполюсник, первый делитель частоты, последовательно соединенные генератор импульсов, второй делитель частоты и элемент И, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, многовходовой элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого через первый делитель частоты подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, причем выход источника пуассоновского потока подключен к входу равновероятностного двухполюсника, первый выход которого соединен с входом элемента задержки, а второй выход подключен к счетному входу счетчика импульсов, при этом вторые входы блока элементов И соединены с выходами реверсивного счетчика, а также тем, что равновероятностный двухполюсник содержит высокочастотный генератор импульсов, триггер и

1095366 два элемента И, информационные входы которых объединены и являются, входом равновероятностного двухполюсника, выход высокочастотного генератора соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и вто" рого элементов И, выходы которых являются первым и вторым выходами равновероятностного двухполюсника.

На чертеже приведена структурная схема генератора.

Генератор случайного потдка импульсов содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, равновероятностный двухполюсник 2, элемент

3 задержки, счетчик 4 импульсов, дешифратор 5, блок 6 элементов И, многовходовой элемент 7 ИЛИ, многовходовой:элемент 8 И, элемент 9 НЕ, реверсивный счетчик 10, элемент

11 И, делители 12, 13 частоты и. генератор 14 импульсов. При этом выход источника 1 соединен с входом двухполюсника 2, выходы которого соединены соответственно со счетным входом непосредственно и через элемент 3 задержки — с входом "Сброс" счетчика 4, разрядные выходы которого соединены е соответствующими pasрядными входами дешифратора 5, управляющий вход которого соединен с входом элемента 3 задержки, а разрядные выходы — с соответствующими входами блока 6 элементов И, выходы которых соединены соответственно с. входами многовходового элемента 7

ИЛИ, выход которого является выходом генератора, выход которого че" рез первый делитель 13 частоты соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 10, единичные разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам блока 6 элементов И и соответственно к входам многовходового элемента 8 И, выход которого через элемент 9 НЕ соединен с вторым входом элемента 11 И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 10, а первый вход соединен с выходом второго делителя 12 частоты, вход . которого соединен с выходом генератора 14 импульсов.

Кроме того, равновероятностный двухполюсник 2 содержит высокочастотный генератор 15, выход которого . соединен со счетным входом триггера

16, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с вхо" дами элементов 17, 18 И, другие вхо" ,пы которых объединены и образуют, . вход, а выходы элементов 17, 18 И являются выходами двухполюсника 2, Генератор работает следующим образом.

С помощью равновероятностного

10 двухполюсника 2.пуассоновский поток импульсов источника 1 интенсивностью

Ло разделяется на два независимых пуассоновских потока с равной интенсивностью „ = Л2 = Ло/2 . Для этой

15 цели частота переключений триггера 16, равная частоте й. „ генератора 15, устанавливается на один порядок выше интенсивности Во источника 1

10 о. (1)

Далее поток импульсов интенсивностью Bp/2 разделяется -на выхоцах дешифратора 5 на ш потоков, интен25 сивности которых образуют двоичновзвешенный числовой ряд

o p «2 У, Х1,- . (2l

3 .2 3

Сигналы на управляющих входах блока 6 элементов И принимают значения а =(0,1). При а . = 0 запре3 щается прохождение импульсов 1-ro потока через j-й элемент И блока 6, Тогда для некоторого i-ro сочета35 ния значений сигналов a . .вероят1) ность прохождения импульса на выход многовходового элемента 7 ИЛИ равна р,- =Za,"г (3)

3- 1 а плотность соответствующего выходного потока где Х вЂ” значение двоичного кода, находящегося в реверсивном счетчике

10, представленного в виде двоичной лравипьной. дроби 0 ñ Х < 1.

Будем полагать в момент t = 0 состояние Х счетчика 10 равным

>5 х(с} О.

Импульсы генератора 14 Fo через делитель 12 частоты с коэффициентом деления k = 1, 2, 3, ..., и откры1095366 (5)

15

ilÎ() x(t) 35

Составитель В. Чижов

Редактор А. Долинич Техред С. Мигунова Корректор С. Лыжова

Заказ 3620/40 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тый элемент 11 И повышают текущее состояние x(t) реверсивного счетчика 10. В соответствии с возрастаю.щим значением кода z(t) на выходе элемента 7 ИЛИ возрастает интенсивность выходного потока о@ „,„(Ц= — x(tl е

Импульсы выходного потока через делитель, 13 частоты с коэффициентом деления 1с2 1, 2, 3, ..., поступаЮт на вычйтающий вход реверсивного счетчика 10.

30(t I

При обеспечении условия 2 v Рв в рассматриваемой следящей системе установится динамическое равновесие между частотой импульсов на сумми- 20 рующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 10. т.е.

Поскольку частота Fz генератора

14 является опорной и неизменяющейся во времени, то интенсивность выходного потока импульсов также постоянна во времени и равна л,(1 Выл 1 > F = const, ech

Вых „о

2 о (т1

Изменение интенсивности Ло (t) источника 1 приводит к изменейию сос.тояния x(t) реверсивного счетчика

10, не изменяя интенсивности выходного потока, Для повышения надежности работы генератора путем исключения случай-, ных переполнений счетчика 10 по входу (+) введены многовходовый элемент 8 И и элемент 9 НЕ, формирующие сигнал запрета на прохождение потока импульсов генератора 14 через элемент 11 И.

Постоянная времени То стабилизирующей цепи генератора определяется интенсивностью Во источника 1, емкостью 2 реверсивного счетчика 10 .и коэффициентом k2 деления делителя

13 частоты, включенного в цепь отрицательной обратной связи

ffl-I 1, 2 (8)

i(0

Помимо изменения постоянной времени То стабилизирующей цепи генератора делитель 13 частоты совместно с делителем 12 обеспечивает задание различных в соответствии с формулой (7) интенсивностей выходного потока при неизменном значении частоты

Fö генератора 14.

Таким образом, данный генератор по сравнению с известным позволяет получать пуассоновские потоки импульсов со стабильной интенсивностью, что обеспечивает повышение точности вероятностного моделирования, реализуемого с помощью аппаратурных моделей, функционирующих в реальном масштабе времени.