Формирователь электрических сигналов-аналогов позиционного кода случайных чисел

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЗЮ 256 Союз Советских Социалистических Республикт. свидетельства-ависимо явлено 29.1,1970 (М 1399200/1806 15/36 заявки-с присо ени Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР(088,8) но Дата опубликования описания 1.Х.19 Авторизобрете ВСЕСОЮ-" - 1,",щ) Нг- . р 1;, гьА. Е, Богатых аявитель ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХГНАЛОВ-АНАЛОГОВ ПОЗИЦИОННОГО КОДА СЛУЧАЙНЪХ ЧИСЕЛ 2 импульсов заданет на разрядные орядке, причем эта ывно и независимо вторяется. На кажомв течение опреовторения последоПредлагаемый формирователь относится к области генерирования случайных сигналов. Он может быть использован при машинном вычислении интегралов, решении систем уравнений, статистическом моделировании 5 процессов, исследовании точности, устойчивости, помехозащищенности и надежности различных систем и,в других целях.Известный формирователь случайных чисел с произвольным законом распределения, состоящий из генератора последовательности электрических импульсов регулируемой длительности (образуемого многофазным мульти- вибратором и матричным переключателем с наборным полем), группы разрядных вентилей, утправляемых импульсами этого генератора,и источника хаотических импульсных помех (ХИП), подаваемых на разрядные вентили, второй ключ и т. д, Если случайный импульс ХИП не пройдет в течение времени 1,+1 з+ + 11, то, в состояние 1 установится и-й триггер и откроется и-й ключ основан на следующем способе.Последовательность изной длительности поступавентили в определенном ппоследовательность непрерот ХИП периодически подый вентиль, таким образделенной части периода ,п вательности будет подан отпирающий потенциал. В момент поступления случайного импульса ХИП один из разрядных вентилей окажется открытым и на его выходе будет зафиксирован сигнал, Если частота повторения последовательности во много раз выше средней частоты следования ХИП, то вероятность появления сигнала на любом из гг выходов будет пролорциональна времени открытого состояния соответствующего разрядного вентиля, отнесенному к периоду повторення,Недостатком известного датчика является то, что, с целью уменьшения, корреляции между появлениями случайных выходных сигналов, необходимо выбирать частоту повторения последовательности отпирающих сигналов во много раз больше средней частоты следования ХИП. Но при увеличении частоты повторения уменьшаются интервалы открытого состояния вентилей в течение, периода, что в конечном счете приводит к уменьшению точности воспроизведения заданного закона распределения вероятностей появления выходных сигналов вследствие технических трудностей точного отсчета малых, промежутков времени. Таким образом, этот датчик обладает существенным ограничением по частоте выдачи случайных сигналов.Цель, предлагаемого нзобретения заключается в повышении средней частоты выдачислучайных сигналов. Она достигается путем подключения к выходам формирователя входов ячейки ИЛИ, а выхода ее - к цели сброса генератора последовательности электрических импульсов регулируемой длительности. В результате такого подключения работа генератора последовательности электрических импульсов оказывается зависимой от моментов поступления случайных импульсов, При прохождении каждого предыдущего случайного сигнала будет срабатывать ячейка ИЛИ и выдаивать сигнал,на генератор последовательности электрических импульсов регулируемой длительности, По этому сигналу он устанавливается в исходное положение (сбрасывается в О) и снова начинает,повторять заданную последовательность электрических сигналов. При этом последовательно подаются открывающие сигналы от генератора на выходные ключи. Последующий случайный импульс попадает на один из ключей, который окажется открытым в этот момент, и импульс пройдет на выход, Цикл работы формирователя,повторится. Вероятность появления сигнала на выходе будет зависеть от положения во времени и длительности интервала открытого состояния соответствующего,выходного ключа. При этом длительности интервалов,в предлагаемом формирователе примерно во столько же раз будут больше соответствующих интервалов известного, во сколько раз частота повторения последовател ьности интервалов в нем больше средней частоты следования ХИП. Указанное обстоятельство позволяет в предлагаемом формирователе применить более высокочастотный источник ХИП ,при той же точности воспроизведения требуемого закона распределения случайных выходных сигналов - аналогов позиционного кода случайных чисел, Следует также отметить, что в предлагаемом формирователе выходные сигналы практически некоррелированы вследствие отсутствия корреляции между появлениями ХИП.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого формирователя.Формирователь состоит из генератора 1 последовательности непрямоугольных электрических импульсов регулируемой длительности, который включает в себя счетчик 2, наборное поле 3 и регистр сдвига 4, выходных ключей б и ячейки б типа ИЛИ.Генератор 1 имеет два входа, Вход 1 является счетным входом счетчика 2, На него поступают стабилизираванные импульсы высокой частоты. Вход 2 является цепью сброса генератора 1. На него поступают сигналы с выхода ячейки б, входы которой подключены к выходам формирователя, При поступлении сигнала на вход 2 счетчик 2 и триггеры ре. гистра сдвига 4 сбрасываются в О, а первый триггер устанавливается в 1. Счетные ячейки счетчика 2,путем перемыкания контактов наборного поля 3 могут быть подключены к триггерам регистра сдвига 4. При поступле 45 50 55 60 65 5 10 15 20 25 30 35 40 нии импульса со счетной ячейки счетчика на любой из триггеров регистра 4, находящийся в 1, последний сбрасывается в О и пере,водит в 1 следующий триггер. Таким образом, всегда один из триггеров регистра сдвига находится в 1, Триггеры регистра сдвига управляют состоянием выходных ключей б, на которые со входа 3 поступают ХИП. Если триггер регистра сдвига находится в О, то управляемый им ключ закрыт и случайный импульс ХИП через него пройти на выход формирователя не может. Отметим также, что в соответствии с состоянием триггеров регистра сдвига всегда один из выходных ключей открыт,Работает формирователь следующим образом.Пусть в какой-то момент времени на вход 3 поступит случайный импульс ХИП, Он пройдет на выход формирователя через один из открытых выходных ключей б, Выходной сигнал поступит также на ячейку б, которая выдаст импульс на вход 2. Этот импульс сбросит в О счетчик, и все триггеры, кроме первого, который установится в 1. Счетчик начнет считать стабилизированные высокочастотные импульсы, поступающие на вход 1. В течение первого временного интервал а после прохождения предыдущего импульса ХИП открыт первый ключ б из группы. Если последующий импульс ХИП попадает на этот интервал, то на выходе 1 будет зафиксирован сигнал и цикл работы формирователя повторится сначала, В противном случае после отсчета счетчиком 2 Л,=И, импульсов, где - частота их следования, с соответствующей счетной ячейки через замкнутый контакт наборного поля на первый триггер поступит импульс, который перебросит его в О, а второй триггер при этом установится в 1. В течеЖ., ние следующего временного интервала Ь=о будет открыт второй ключ и т. д. Если случайный импульс ХИП не пройдет в течение времени ь то в состояние 1 установится и-й триггер и откроется и-й ключ, Этот триггер сигналами от счетчика не удравляется и поэтому соответствующий ключ будет открыт эплоть до прихода следующего импульса ХИП. Счетчик после установки в 1 и-го триггера может дойти до насыщения и прекратить счет импульсов.Таким образом, во время работы формирователя все ключи последовательно открываются прямоугольными электрическими импульсами, поступающими от регистра сдвига, на временные интервалы, заданные соответствующей коммутацией контактов наборного поля. Случайные импульсы ХИП, поступая сразу на все ключи б, будут проходить только через те из них, которые в момент их поступления будут открыты. Вероятность появления сигнала на выходе формирователя зависит от положения во времени и длительности310256 иР,=,.11 х)(сх,ч - 1 аВыходы ий Составитель В. Н, Жовиред Л. Л. Евдонов Корректор Т. АЧвронов На дакор каз 355/1254НИИПИ Комитет Изд. М 1001 Тираж 473 Подписное делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР москва, Ж( Рауи 1 ск(ая паб., д. 45 ии Харьк. Фил. пред, ссПатент интервала открытого состояния соответствующего ему ключа. Вследствие того, что порядок от(црывания ключей заранее установлен в предлагаемом формирователе, то ве 1 роятностями появления оигналав можно упра(влять путем изменения интервалов 1, 12, 1, открытого состояния ключей. Эти интервалы задаются путем коммутации контактов наборно,го поля, а определяются расчетным путем по формулам: ГДЕ ; 1, т; - МОМСНтЫ НаЧаЛа И КОНЦа ИптЕРвала времени 1,;Р, - требуемая, вероятность появления сигналов на 1-м выходе формирователя;(х) - плотность распределения промежутков (времени между соседними импульсами ХИП.Кроме того, интервалы 1, можно опреде лить и экспериментально. Предмет изобретенияФормирователь элекпричеоких сигналованалогов позиционного, кода случайных чисел, 10 содержащий генератор последовательностипрямоугольных импульсов регулируемой дл 1 ительности, выполненный в виде счетчика, связанного через шины наборного поля с триггерами сд 1 вига 1 ощего регистра, которые соединены с разрядными выходными ключами, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения средней частоты появления кодов случайных чисел, он содержит схему ИЛИ, все входы которой соединены с выходами ключей, а вы ход связан с цепью сброса счетчика.