Управляемый генератор случайных сигналов

Управляемый генератор случайных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е t»>533956

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.05.75 (21) 2137349/24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51) Ч.Кл. - 6 07 С 15/00

С 061: 1/02

Государственный квинтет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.10.76. Бюллетень ЛЪ 40 (53) УДК 681.3 (0ss.s) (45) Дата опубликования описания 20.12.76 (72) А втор ы изобретения

В, М. Захаров и Ф. И. Салимов

Казанский ордена T государстве имени В. И (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР

СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Предлагаемое устройство относится к обпасти моделироза.тия случайных процессов и явлений и предназначено для решения задач методом статистического моделирования.

Известны устройства для генерирования 5 сигнала с заданной вероятностью его появления (1, 2).

Одно из известных устройств для формирования случайного сигнала (1) содержит генератор случайных им11ульсов, схему совпя- 10 дсния, управляемую кодом, характеризующим заданную вероятность. Этот генератор имеет низкое быстродействие, так,как он представляет собой устройство:последовательного действия. 15

Наиболее близким техническим решением к изобретению является управляемый генератор,случайных сигналов (2), содержащий блок синхронизации, выход которо,о по включен к входам генератора равномерно распре- 211 деленных случайных чисел и регистра управля10щего кола, логический преобразователь.

Такой генератор обеспечивает высокое быстродействие, точность, регулярность структу- 25 ры. Однако в нем логический преобразователь имеет большое число элементов типа «И» и

«ИЛИ». Так, если оценить сложность логического преобразователя числом М стандартны.; логических элементов — двухвходовых схем З0

«11» нлп «ИЛИ», то Л = 51г — 4 (прп подсчете

Л1 необходимо учесть, что каждый элемент

«ИЛИ» пя хр» входя в рассматриваемом npe0opàçñçàòå å требует для своей реализации в ста:1дартных элеме:iòах двя двухвходовых элемента «ИЛ11»).

Цель изобретения — — упрощение устройства.

Это достигается тсм, что ло-.ическпй лреобрязозятс Ib co T0ilT II каждом разряде первого и вто ого элементов «11» и элемента

«ИЛИ», причем входы 7cp30ãO элемента «И» подключены к единичным разрядным выходам ге:1ераторя разномерно распределенных слу11я иных чпссл Il pp. èOòpÿ т71рязля101цего кода, а выход — к первому входу элемента «11ЛИ», вторым в. одом связан:1ого с .выходом второго элемента <<11>>, ilepi3biII .Itxo3, KoTopol o сорди 1ен с нулевь1м разрядным выходом генератора раз;-.0мерно oac:Ipe3eле:;III ix случяйн11х чисел, а второй вход — с»i txoдом элемента «ИЛИ.предыдущс: о разряда. B результате cm

Блок-схема упря>зляемого ",енератора слу1яйчых сигналов приведена на чертеже.

Упр",ç7ÿåìt-. и ге:1срятор случайных сигналов содержит блок 1 синхронизации, генератор 2 ряз:юмерно распределенных случайных

11псел,:катды11 разряд которо o имеет два выхода — единичный и нулевой, логический пре533956 образователь 8, состоящий в каждом пазряде из пс!р(лого и второго элементов «И» 4 и элемента «ИЛИ» б, регистр 6 для хранения кода заданвэй i:epo 31(0=3!(. У !ха>к (ого разряда ре."истра б один единичный выход.

Блок 1 синхронизации соединен с генератором 2 равномерно распределенных случайных чисел и регистром 6, логический преобразователь 8 — с l(3(IxOäà ìè генератора и регистра. Выходом устройства является выход

ao;II e."(;сого преобразователя (выход старшего разряда).

Работает устройство следующим образом.

Под действием сигнала, !поступающего с блока 1, в (каждом разряде генератора появляется:сн-.нал (высокий потенциал) с вероятностью 0,5 на единичном или нулевом выходах. Эти си-.палы подаются соответствс:IIIQ на первые или на вторые элементы «И» 4 логиче:(кого преобразователя.

На:выход перного элемента «И» 4 случайный си-.нал проходит при условии, если в соответствующем (разряде регистра б записана единица, на выход второго элемента «И» 4— если на:второй вход этого элемента поступит сигнал с,выхода элемента «ИЛИ» б иредыду щего разряда. Вероятность сквозного прок жчения случайного сигнала на выход логи:". ского прсоб!разователя определяется .прялляющим кодо!м, который представляет собой двоичный код заданной вероятности.

Поразрядное преобразование равновероятных сигналов в нреобразователе 8 проводится на основе известных соотношений (вытска(о щих из основных теорем теории вероятности) 7

Р; =-1 — 1 1(1 — Р;) (2) где Р, — вероятность прохожде(шя сигнала через элемент «ИЛИ», Р, — вероятность прохождения сигнала через элемент «И», на входы которых сигналы поступают с вероятностью Р,.

Преобразование начинается с младших разрядов, т. с. в соответствии с pac .Ipocrpalieнпем сигнала по схеме логического преобразователя.

Для изменения вероятности появления сигнала Р „,„,. на,выходе преобразователя 8 необходимо изменить код в ре.-истре 6. Изменять !вероятность мо кно в пределах

0-<»,;",, (2"- — 1) 2 с дискретностью 2 ", где и — чпслэ зарядов унравля!ощсго кода.

Пусть на, выходе предлагаемого генератора необходимо, получить сигнал (вы окп I Ilo53 тснциал) с вероятностью, равной Р,ых = — — =

=0,0110101. Запишем код 0110101 в регистр.

Тэгда при подаче на входы лэгическо."о преобразователя семиразрядного случайного числа вероятность появления сигнала на выходе каждого поразрядно,о логического преобразозатсл» будет следующая:

10 вых(7 разряд) — (-1 51

Рвых(6) -- живых() (>5—

5 вых(а) = — 1 ((1 1 вых()) (-1 о) 1 5 вых(4) — вых(5! 2

21 ,О,в„(3! — 1 — ((1 — Р„,„,х((>) 0,5 (=

53

Рвы. () = 1 ((1 1эв:ix(3)) 01О1 =

64

25 о3

Р,в,х(!) = Р,в,х(2) 0,5 = 1: Р„в„

30 Процедура последовательного вычисления

Рв,,„. производится по следующему правилу: если в соответствующем разряде регистра за;. нсана единица, то берется выражение (1), ссл:< нуль, то !выражение (2).

45 Предлагаемый элемент новизны позволяет сорхратить оборудование логического преобразователя íà 40%, не ухудшая характеристик генератора ло точности, быстродействию и технологичности по сравнению с прототипом.

Фо рмула изобретения

Управляемый генератор случайных сигналсв, содержащ(ий блок синхронизации, выход которого рподключен к входам генератора равномерно распределенных случайных чисел и регистра управляющего кода, логический преобразователь, отли чаю щийся тем, что, с целью упрощения генератора, логический преобразователь состоит в каждом разряде из первого и второ"0 элементов «И» и элемента

«ИЛИ»,,причем входы первого элемента «И» подключены к единичным разрядным выходам генсратора разиo..lcp;Io распределенных слу55 чай((ых чисел и регистра управляющего кода, Предлагаемое !построение логического преобразователя (позволяет сократить число двухвходовых элементов «И» и «ИЛИ» до величины, равной N! — — 3„— 2. Можно показать, что

40 величина N, является абсолютно минимальной величиной, т. е. с точки зрения сложности. предложенная структу1ра логического преобразователя является неулучшаемой.

533956

Составитель А. Карасон

Редактор И. Грузова Техред 3. Тараненко Корректор В. Гутман

Заказ 1022/1571 Изд. № 1778 Тира>к 723 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Тии. Харьк. фил. пред. «Патент» а выход — к первому входу элемента «ИЛИ>, второй вход которого соединен с,выходом второго элемента «И», первый вход которого соединен с нулевым разрядным выходом генератора равномерно распределенных случайных чисел, а второй вход — с выходом элемента

«ИЛИ» предыдущего разряда.

1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Лвт. св. № 211163, кл. G 06 F 1/02, 1964.

2. Кобчи ков А. В. Способ получения двоо ичных символов с заданной вероятностью их появления. «Техническая кибернетика», № 6, 1967.