Цифровой генератор случайных процессов с заданными статистическими характеристиками

(51) М. Кл. Н 031 с 1/00 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам иэооретенийи аткро 1 тий(72) Авторы изобретения Д. Н, Панов, В, Н. Долгополов, В. П. Гондарев, С. В. Басманов,В. Г. Косторниченко, Р. А. Бош, Л, Т. Тотаев, В. К, Фоменко,Ю, И. Кульбацкий и О. А. Бовкуненко Таганрогский радиотехнический институт(54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ С ЗАДАННЫМИ СТАТИСТИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИИзобретение относится к области вычислительной техники и технической кибернетики и может быть использовано для вероятностных исследований разнообразных устройств.Известен цифровой генератор случайных процессов с заданными статистическими характеристиками, содержащий генератор равномерно распределенных чисел, управляемый распределителем импульсов и подключенный ко входам запоминающего устройства, выходы которого через буферный регистр соединены со входами двух компараторов, а выходы этих компараторов подключены через первую схему ИЛИ ко входу сумматора; ко второму входу одного из компараторов подсоединен выход устройства сравнения, входы которого соединены с генератором равномерно распределенных чисел и распределителем импульсов, выход сумматора соединен со входом цепочки, состоящей из трех задерживающих регистров, причем выход каждого регистра через схемы совпадения соединен со схемой ИЛИ, выход которой соединен со вторым входом другого из компараторов.С целью повышения быстродействия и обеспечения автоматического контроля за режимом работы в предлагаемом генераторе использован вспомогательный сумматор, ко входу которого через схему ИЛИ подключены выходы трех дополнительно введенных компараторов, причем первый вход одного из них соединен с сумматором, а первые входы остальных - с выходом запоминающего устройства, вторые входы компараторов соединены соответственно с распределителем импульсов, схемой совпадения, один из входов которой подключен к регистру множимого, а другой - к распределителю импульсов, и выходом второй схемы ИЛИ; кроме того, вы ход вспомогательного сумматора подсоединенчерез буферный каскад к выходу устройства, а через схему совпадения, другой вход которой соединен с выходом сумматора, подключен ко входу схемы подсчета и индикации си стематических сбоев, выход котороп соединенсо входом распределителя импульсов.На чертеже приведена схема предлагаемогоцифрового генератора.Предлагаемое устройство содержит генера тор 1 равномерно распределенных чисел, управляемый распределителем 2 импульсов.Выход генератора 1 подключен ко входу запоминающего устройства 3, выходы которого через буферный регистр 4 соединены со вхо дами компараторов 5 и 6. Выходы последнихподключены через схему ИЛИ 7 ко входу сумматора 8. Ко второму входу компаратора 6 подсоединен выход устройства 9 сравнения.Один из выходов сумматора 8 соединен со 30 входом цепочки, состоящей из задерживаю5 10 15 щих регистров 10 - 12, выходы которых через схемы 13 - 15 совпадения соответственно соединены со входами схемы ИЛИ 16, выход которой подключен ко второму входу компаратора 5.Ко входу вспомогательного сумматора 17 через схему ИЛИ 18 подключены выходы компараторов 19 - 21. Один из входов компаратора 19 соединен с сумматором 8, Первые входы компараторов 20 и 21 соединены с выходом запоминающего устройства 3 через регистр 4, Вторые входы компараторов 19 - 21 соединены соответственно с распределителем 2 импульсов, схемой 22 совпадения и схемой ИЛИ 16. Входы схемы 22 совпадения соединены с регистром 23 множимого и распределителем 2 импульсов.Выход сумматора 17 подсоединен через буферный каскад 24 к выходу 25 цифрового генератора, а через схему совпадения 26, второй вход которой соединен с выходом сумматора 8, - ко входу схемы 27 подсчета и индикации систематических сбоев, выход которой соединен со входом раснрсделителя 2 импульсов.Генератор работает следующим образом.Равномерно распределенное случайное число, выработанное генератором 1, по импульсу управления от распредслигсля 2 переписывается в запоминающее устройство 3 (старшие разряды) и в регистр 23 множнмого (младшие разряды), одновременно запускается генератор 1 для выработки нового числа. В устройстве 3 по старшим разрядам формируется адрес, по которому необходимо выбрать из него тангенс угла наклона и координату узловой точки кривой нелинейного преобразования равномерно распределенных случайных чисел в пекоррелированные случайные числа с нормальным законом распределения, так как реализация кривой нелинейного преобразования осуществляется по методу кусочно-линейной аппроксимации на каждом участке разбиения, число которых определяется необходимой точностью аппроксимации, решается алгоритмУ =- 0+ йЛУ,где 1 щ - тангенс угла наклона;", - координата узловой точки;1 - равномерно распределенное число;Л 1 - его младшие разряды,Затем производится умножение содержимого регистра 23 на содержимое регистра 4, а к результату умножения по импульсам управления от распределителя 2 прибавляется значение опорной точки кривой.Полученное некоррелированное нормальное случайное число переписывается параллельным кодом в регистр 12 и подается в регистр 11 (если необходимо выдавать некоррелиро 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ванное нормальное случайное число), Регистры 10 - 12 осуществляют операцию задержки случайных чисел на соответствующее число тактов, коэффициенты, число и значения которых определяются соответствующим видом функции корреляции, хранятся в устройстве 3 и выбор их при реализации алгоритмов осуществляется с помощью распределителя 2.Применение двух сумматоров 8 и 17 позволяет значительно повысить быстродействие генератора.Применение схемы 27 дает возможность производить автоматический контроль работы генератора и, в случае необходимости, прекратить его работу воздействием на распределитель 2. Предмет изобретенияЦифровой генератор случайных процессов с заданными статистическими характеристиками, содержащий генератор равномерно распределенных чисел, управляемый распределителем импульсов и подключенный ко входам запоминающего устройства, выходы которого через буферный регистр соединены со входами двух компараторов, а выходы этих компараторов подключены через первую схему ИЛИ ко входу сумматора; ко второму входу одного из компараторов подсоединен выход устропства сравнения, входы которого соединены с генератором равномерно распределенных чисел и распределителем импульсов, выход сумматора соединен со входом цепочки, состоящей из трех задерживающих регистров, причем выход каждого регистра через схемы совпадения соединен со схемой ИЛИ, выход которой соединен со вторым входом другого из компараторов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и обеспечения автоматического контроля за режимом работы генератора, в нем использован вспомогательный сумматор, ко входу которого через схему ИЛИ подключены выходы трех дополнительно введенных компараторов, причем первый вход одного из них соединен с сумматором, а первые входы остальных соединены с выходом запоминающего устройства, а вторые входы компараторов соединены соответственно с распределителем импульсов, схемой совпадения, один из входов которой подключен к регистру множимого, а другой - к распределителю импульсов, и выходом второй схемы ИЛИ, кроме того, выход вспомогательного сумматора подсоединен через буферный каскад к выходу устройства, а через схему совпадения, другой вход которой соединен с выходом сумматора, подключен к входу схемы подсчета и индикации систематических сбоев, выход которой соединен со входом распределителя импульсов.4200096 Составитель Ю. Еркин Редактор Т, Морозова Техред Л. Богданова Корректор И. Познвковская Типография, и р. Сапунова, 2 Заказ 1910/10 Изд.1389 Тираж 811 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5