Генератор случайной последовательности импульсов

Генератор случайной последовательности импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических е еспублик

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.07.73 (21) 1945107/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

6 06 f 1/02

Государственный номитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретеннй и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано25.09.75 Бюллетень _#_ 35 (53) УДК 681.3(088.8) (45) Дата опубликования описания 19.О2 76 (72) Авторы изобретения 3. Л, Шапиро, B. Н. Гаврилов и В. Д. Кравченко (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для исследования задач массового обслуживания и надежности на физических моделях и аналоговых машинах. 5

Известные генераторы случайной последовательности импульсов позволяют воспроизводить лишь некоторые законы распределения времени появления импульсов. При этом точность воспроизведения закона распреде- ð ления недостаточна. для исследования высококачественных устройств и систем автоматического управления, а процедура настройки генератора на заданный закон слишком

I сложна. Это объясняется отсутствием теоре-|5 тического решения задачи о функциональной связи закона распределения случайной величины и перенастраиваемых параметров генератора. Поэтому настройка генератора на заданный закон распределения сводится к 20 эмпирическому поиску с последующими громоздкими статистическими испытаниями.

Естественно, что при этом точность согласования полученного закона с заданным те-. оретическим будет невелика. 25

Известен также генератор случайных чисел, который позволяет воспроизводить любой наперед заданный закон распределения с достаточно высокой точностью. Случайной величиной в данном генераторе является амплитуда регулярно появляюшихся импульсов, а время появления импульсов— величина не случайная и регулируемая. Указанный генератор структурно близок. к предлагаемому и принимается за прототип.

Названный генератор случайных чисел, содержит последовательно соединенные источ- ник случайных импульсов, блок формирования, фильтр, первый ключ, амплитудный селектор, матричный переключатель, причем управляющий вход ключа соединен с первым выходом многофазного ждущего мультивибратора, второй выход которого подключен к управляющему входу амплитудного селектора.

Однако с помощью этого генератора невозможно получение случайной последовательности однопслярных прямоугольных импульсов с фиксированной амплитудой и со случайным временем появления (длительно485438

3 стью паузы), распределенным по любому наперед заданному закону, Цель изобретения — повышение точности работы генератора. Предлагаемый генератор содержит последовательно соединенные меж- 5 ду выходом матричного переключателя и входом многофаэного ждущего мультивибратора пороговое устройство и интегрирующий уси- литель, управляющий вход которого через второй .ключ соединен с третьим выходом 10 многофазного ждущего мультивибратора.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого генератора случайной последовательности импульсов: на фиг. 2 — диаграмма работы генератора. 15

Устройство включает в себя последова-. тельпо соединенные источник случайных *, 1 импульсов l, блок формирования 2, фильтр

3, первый ключ 4, амплитудный селектор

5, матричный переключатель 6, интегриру- 20 юший усилитель 7, пороговое устройство 8 и многофазный ждуший мупьтивибратор 9. спедов«тепьность импульсов на втором выходе многофизного ждущего мупьтивибратора 9 — () случайная последовательС ь ность нмпупьсов на первом выходе многофаэного ждущего мупьтивибратора 9

cl спучи1111ая последовательность импупь45 сов с гидинным законом распределения случи1111ой амплитуды импульса на выходе митри 1пого переключателя — P . напряже.е ние 11«выходе интегрирующего усипитепя

7 — О, дп11тепьность выходного импупьс« 1енеритора (детерминированная регуп1111у мая неслучайная вепн чина)

50 дпитепьность паузы между выходными имнуп1,сими генератора (случайная дискретная величина с нормируемой вероятностью, 55 пояипеьч1я) — /; время импульса Ц (время взятия пробы) — /, ; напряжение с «61«гывиния порогового устройства 8—

Uс и t — время, эа которое напряжеср 60

Первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами ! первого ключа 4 и амплитудного селектора

5. Третий выход многофазного ждущего мупьтивибратора 9, являющийся выходом устройства, соединен с входом второго. ключа 10, выход которого подключен к 30 упривпяюшему входу интегрирующего усилителя 7. На диаграмме случайная последовитопьность импульсов на выходе порогового устройства обозначена (,1, ; спу1ийпая 11оспедоватепьность импульсов на 35 третьем выходе многофаэного ждущего мупьтивнбратора 9 — Q j, случайная по»

Ь ние 0» на выходе интегрирующего усилителя 7 достигнет значения U ср

Принцип действия генератора случайной последовательности импульсов заключается в получении инфранизкочастотного случайного напряжения (шума) со стабильным законом распределения мгновенных значений, в его дальнейшем преобразован11и с помощью устройств квантования, получении последовательности случайных чисел (импульсов случайной амплитуды) с нормированными вероятностями, формировании заданного закона распределения случайной величины (амплитуды) и последующем преобразовании последовательности импульсов случайной амплитуды в случайную последо-, вательность импульсов с фиксированной амплитудой и заданным законом распределения случайной дискретной величины— времени появления импульсов (длительности паузы).

Генератор работает следующим образом, .Импульсы случайной частоты и амплитуды, генерируемые первичными источниками 1, поступают на вход блока формирования импульсов 2, на выходе которого получается последовательность однополярных импульсов равной амплитуды, но случайных по моменту появления. Далее импульсы, проходя через фильтр 3 низких частот, преобразуются в инфранизкочастотное случайное напряжение, закон распределения мгновенных значений которого стабилен во времени и зависит от параметров фильтра низких частот.

В момент прихода импульса О на управляющий вход ключа 4 он кратковременно (на время L ) откроется и на вход амппитудного селектора 5 поступит импульс случайной амплитуды, равный значению инфранизкочастотного случайного напряжения в момент "взятия пробы". В зависимости от амплитуды этого импульса на одном из выходов амплитудного селектора появится сигнал, что эквивалентно выпаданию определенного числа. Вероятность выпадания того или иного числа является величиной стабильной и нормированной в результате предварительной настройки амплитудного селектора 5. С выходов амплитудного селектора

5 сигнал поступает на один иэ входов матричного переключателя 6. На выходе митричного переключателя 6 появится импульс О с со случайной амплитудой, распределенной по заданному закону, Импульс () подае ется на вход интегрирующего усилителя 7.

При наличии разрешающего сигнала со второго ключа 10 напряжение (/ на выходе

485438 интегрирующего усилителя 7 в зависимости от амплитуды сигнала Ц .достигнет напряжения срабатывания Q . порогового устройства 8 as то или иное время ср

В силу функциональной связи величины ср с 0 первая будет также случайной величиной, распределенной по заданному закону.

При достижении на выходе интегрирующего l0 усилителя 7 напряжения уровня 9 сработает пороговое устройство 8, выходной импульс U которого запускает многофазный ждуший.мультивибратор 9. С третьего выхода многофазного ждущего мультивибратора 9, который является выходом генератора, в течение установленного предварительной регулировкой времени снимаЦ 20 ется импульс 0, который поступает на управляющий вход второго ключа 1 О, который сбрасывает на нуль напряжение на вьходе интегрирующего усилителя 7. Со второго выхода многофазного ждущего мультивибратора 9 в момент окончания импульса 3 поступает импульс на управляю5 ший вход амплитудного селектора 5 и обнуляет амплитудный селектор. По окончании З0 импульса Ц на управляющий вход ключа

4 поступает импульс tl с первого выхо1

6 да многофаэного ждущего мультивибратора

9 и цикл работы генератора повторяется.

При этом длительность паузы между выходными импульсами 0 генератора численно равна времени t и, следова9 тельно, также является случайной величиной, распределенной по заданному закону.

Предмет изобретения

Генератор случайной последовательности импульсов, содержащий последовательно соединенные источник случайных импульсов, блок формирования, фильтр, первый ключ, амплитудный селектор, выходы которого подключены ко входам матричного переключателя соответственно, многофазный ждущий мультивибратор, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами первого ключа и амплитудного селектоps,отличаюшийся тем, что, с целью повышения точности работы генератора, он содержит последовательно включенные между выходом матричного переключателя и входом многофазного ждущего мультивибратора пороговое устройство и интегрирующий усилитедь, управляющий вход которого через второй ключ соединен с третьим выходом многофазного ждущего мультивибратора. ход

485438 изд. м jjj$$

Заказ ) 3 3

"краж 679

Полпнсное

ЦНИИГ!И Государственного комитета Совета Мнннстров СССР но делам изобретений н открытнй

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Прелпрнятне сПатент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Составнтель А.Краснов

Е.Гончар е" Ре" Т,Курилко рректор А.Даесова