Цифровой датчик нормально распределенных чисел

Союэ Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено ЗО,Х 11,1970 ( 1616080/1 л. б 06115/34 ПриоритетОпубликовано 18.1 к.1973. Бюллете омитет ло делам обретеииЯ и открытийри Совете МинистровСССР УДК 681.33 й 519, И. Литовченко алустов и Л, Т, Тотаев аганрогскии радиотехнический институ аявите ФРОВОЙ ДАТЧИК НОРМАЛ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЧИСЕЛ ормируется че рреляции путем присоединением заявкиИзобретение относится к области вычислительной техники и может найти применениев технике цифрового моделирования и решении различных задач методом статистическихиспытаний на ЦВМ. 5Известные устройства, содержащие генератор некоррелир она нных случайных чисел,схему сравнения кодов, регистр, вентили, генератор случайных импульсов, триггеры, тактовый генератор, выходной регистр и арифметическое устройство, работают по принципу цифровой линейной фильтрации. Однакогакие устройства сложны и имеют значительный объем необходимого оборудования. Ввиду большого количества арифметических операций при переработке исходного случайногочисла в цифровом фильтре частота выдачикоррелированных чисел сравнительно невысока (8 - 10 кгтт),Целью изобретения является получение 20коррелированных чисел через знаковую корреляцию, что приводит к повышению быстродействия.Это достигается тем, что датчик содержитвторой генератор случайных импульсов, одноразрядный двоичный сумматор и вторую схему сравнения кодов, подключенную к первомуи выходному регистрам.Функция автокорреляции фрез знаковую функцию автоко 30 задания вероятности совпадения знаков. Формирование очередного знака должно происходить с учетом знаков входных чисел и знаков уже коррелированных выходных чисел, причем связь между знаками коррелированных чисел должны носить вероятностный характер. Чем сложнее вид корреляционной функции, тем больше знаков необходимо учитывать. В описываемом устройстве знак генерируемого числа вырабатывается с учетом знака одного предшествующего выходного числа и знака входного числа.Учет знаков в устройстве происходит на сумматоре по модулю 2, причем учитываемые знаковые сигналы поступают на входы сумматора с заданными вероятностями Р, и Р,. Изменяя соотношение между Р, и Р 2, получают автокорреляционную функцию с различной скоростью затухания.Знак числа принимается равным +1, если число превышает математическое ожидание, и равным - 1 в противоположном случае.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого датчика.Генератор некоррелированных чисел 1 предназначен для генерирования некоррелированных чисел с нормальным законом распределения в интервале 0 - 1 и математическим ожиданием, равным 0,5. Генератор построен по принципу нелинейного преобразо5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вания равномерно распределенных чисел винтервале 0 - 1 в числа с нормальным законом распределения.Выходной регистр 2 служит для запоминания числа, пришедшего с генератора 1, атакже для изменения знака путем интертирования этого числа в зависимости от состояния второго триггера.Схемы 3 и 4 сравнения кодов предназначены для сравнения пришедших чисел, представленных параллельным двоичным кодом,с величиной математического ожидания. Схемы состоят из одноразрядных схем сравнения, соединенных последовательно. Результатсравнения выдается в виде импульса на выходе схемы, если число превосходит величинуматематического ожидания. В остальных случаях импульс отсутствует,Регистр 5 служит для хранения значенияматематического ожидания.Триггер б предназначен для запоминаниязнака предшествующего выходного числа.Нулевое состояние триггера соответствует отрицательному знаку числа, а единичное -положительному.Вентили 7 и 8 предназначены для вероятностного управления прохождением импульсов знака.Генераторы случайных импульсов 9 и 10генерируют импульсы с заданной вероятностью их появления.Импульс на выходе одноразрядного двоичного сумматора 11 появится в том случае,если на вход поступят комбинации 10 или 01.При комбинациях 00 и 11 импульс на выходеотсутствует.Генератор тактов 12 вырабатывает импульсы, обеспечивающие нормальную работуустройства, Запуск генератора внешний склеммы Запуск,Триггер 13 предназначен для управлениявыходами регистра 2. Если триггер 13 находится в нулевом положении, то число с регистра снимается в прямом ходе. Единичномусостоянию триггера соответствует инвертированное число.Линия задержки 14 обеспечивает задержкуимпульса опроса регистра 2 относительносброса триггера б.Датчик работает следующим образом. Висходном положении на регистре 5 хранитсязначение математического ожидания, равногополовине. На триггере б записан знак предыдущего выходного числа. На регистре 2 записан О, и триггер 13 находится в нулевомсостоянии.При подаче импульса на клемму Запускгенератор 9 вырабатывает синхронизирующий импульс, который подается на генераторы 1, 9 и 10. Генератор 1 генерирует число, которое записывается на регистр 2, одновременно определяется знак числа на схеме сравнения 3, Знаки чисел подаются на входы вентилей 7 и 8, по другим входам вентилей подаются импульсы с генераторов 9 и 10. Рсзультаты перемножения с вентилей 7 поступают на входы сумматора 11, Если на вход сумматора поступают комбинации 10 или 01, то вырабатывается импульс, который переводит триггер 13 в единичное состояние. Это означает, что с выхода регистра 2 снимают инверсное число,В случае комбинации 11 и 00 сумматор 11 не вырабатывает импульса и, следовательно, знак числа, снимаемого с выходного регистра 2, меняться не будет.Далее происходит установка триггера б в нулевое состояние импульсом сброса с генератора 12 и через линию задержки 14 опрос регистра 2. В результате этого па выходном разъеме появляется число. Одновременно это число подается на цифровую схему сравнения 3, где определится знак числа, который запоминается триггером б. Затем триггер 13 устанавливается в нулевое состояние, а в регистр 2 записывается О. При подаче следую щего импульса запуска цикл работы повтс ряется. Предмет изобретения Цифровой датчик нормально распределенных чисел, содержащий генератор некоррелированных чисел, соединенный с первой схемой сравнения кодов, другие входы которой подключены к регистру хранения математического ожидания, а выход соединен с первым вентилем, связанным с первым генератором случайных импульсов, первый триггер, соединенный со вторым вентилем, второй триггер, подключенный к выходному регистру, тактовый генератор соединен с первым триггером и через линию задержки с выходным регистром, отличающийся тем, что, с целью получения последовательности чисел с заданной через знаковую функцию автокорреляции связью, он содержит второй генератор случайных импульсов, соединенный со вторым вентилем, одноразрядный двоичный сумматор, входы которого подключены к выходам вентилей, а выход соединен со вторым триггером, вторую схему сравнения кодов, подключенную входами к выходному регистру и к регистру хранения математического ожидания, а выходом связанную с первым триггером.Составитель В, Жовиискийедактор Т. фадеева Техред Л. Богданова Корректор Н. АукЗаказ 1883/4 Изд.436 Тираж 647 Подписно ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова. 2