Генератор случайной последовательности импульсов

Союз Советских Социалистических республик(4 о) Дата опубликования аписа евударетавнный кают Севвта Мнннстреа ССС па делам нэвбрвтвннйн еткрктнй 88.8) В, И. Глова, Б, Ф. Кирьяно Авторыиэобретени В, А, Песошин 1) Заявител азанский ордена Трудового Красного Знамени авиаинститут 4) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при мьделировании случайных процессов, а также в стохастических вычислительных машинах цри вводе и преобразовании информации. 5Известен генератор случайной последовательности импульсов, содержащий генератор случайного напряжения, схему совпадения, схему сравнении, суммирующее устройство, интегратор и использующий стабилизирующую обратную связь.Известный генератор обладает ограничейными функциональными возможностями,Бель изобретения - получение случайной последовательности с управляемой вероят ностью появления импульсов, пропорциональной частному от делении двух входных сигналов; причем они могут быть как аналоговым сигналом, так и случайной последовательностью импульсов с переменной вероят постыл их появления.Предлагаемый генератор содержит инвертор, вход которого через второй клапан соединен с выходом блока сравнения, а выход - с входом блока суммирования. 25 На чертеже приведена блок-схема генератора.Описываемая блок-схема содержит генератор 1 случайного напряжения, первый клапан 2, блок 3 сравнения, блок 4 суммирования, интегратор 5, второй клапан 6, инвертор 7, вход 8 тактовых импульсов, вход 9 сигнала к ( т, ), вход 10 сигнала().Выход генератора 1 через клапан 2 соединен с первымвходом блока 3, второй вход которого через интегратор 5 подключен к выходу блока суммирования 4 а выход - через клапан 6 и инвертор 7 - к входу блока 4.Генератор работает следуюшим образом, На выходе клапана 2 в моменты ТИ образуЮтся импульсы случайной амплитуды, которые сравниваются в блоке 3 с пороговым напряжением интегратора 5. Блок сравнения 3 формирует на выходе сигнал положительного единичного уровня, если в момент сравнения амплитуда импульсов с выхода клапана 2 меньше опорного напряжения с интегратора 5. В противном случае на выходе блока 3 формируется сигнал нулевого4477073 4уровня. Сформированный сигнал проходит где Р (1) -невероятность появления едичерез клапан 6 и затем инвертируется схегденичного уровня на выходе схемой 7, Сигнал Х ( ) суммируется в бло- мы 3 сравнения в П,-ом такте,ке 4 с сигналом отрицательной обратной Если период тактовых импульсов больсвязи с инвертора 7 и ез льти юшийр р 7 и результирующий 5 ше интервала корреляции случайного напря-,сигнал подается на вход интегратора 5. , жения генератора 1, тоПри работе схемы за счет стабилизирующей отрицательной обратной связи устанавЩе)уиввется такое математическое ожидание Р(1) = 3 ИйО у 2)напряжения на выходе интегратора 5 при3 104 Юкотором вероятность появления импульсов где СО(0) - плотность распределения амна выходе блока 3 сравнения пропорциь- плитуд случайного напряжения генераторанвльнв частному от деления сигналов 1(Ф)и( ) и не зависит от функции распреде- , Для решения в общем случае нелинейноления амплитуд случайного напряжения ге го уравнения (1 ) воспользуемся Кусочнолинейной аппроксимацией функции рвспредеСхема может работать как с аналого- ления случайного напряжения, которая яввыми входными сигналами Х (1) и, ляется монотонной неотрицательной функтак и со случайными последоввтельностя- цией,Фми импульсов, при этом Х (Й) и(1) - щ для 1-го участка аппроксимациивероятности появления импульсов во вход- Р О)=Р,к"ИФ-и,1, (3)ных последовательностях. В обоих случаяхдля правильной работы схемы необходимо где- фь выполнение условия Х (Ф)(1), И-И,Вероятность появления импульсов на 25 Р , Ри П )1 - значения вероятнссьвыходе схемы сравнения 3 пропорциональ- ти появления случайных импульсов на выхона частному от деления сигналов Х (Ь) и де схемы 3 и соответствующие этой верояв (1), а именно Х /у , и не зави- ности математические ожидания напряженкасит от функции распределения амплитуд наввыходе интегратора 5 в начале и концеслучайного напряжения генератора 1,-го участка линейной аппроксимации.При хф=соп,в=А, уМ=совй=Ч .Подставив значение М (ц,) из уравнения(3) в уравнение (1), при Р 4 У;,получим лине ное неоднородное разностпое лсигналами и длительность выходного импульуравнение первого порядкаса схемы 3 сравнения равна периоду Ттактовых импульсов ТИ, определяем в(6+1) Т момент времени - (В+1) - й ,С " и 1 ( -О,),такт - математическое ожидание М (В+1) Д: О - х,напряжения на выходе интегратора 5. Нап 3ряжение О (П,+1) на выходе схемы 5 в Решив уравнение, при ЦК ) 1 и(В+1) - й такт определения из разностных уравнений, равно-щи+ аою)+ Ки(1-а) Х,1 = - ,+ С- - )6 И)нанесли вд,-ом такте на выходе схем 3 быгде СыС- определяется начальными услосигнал нулевого уровня ивиями на-том участке вппроксимации,О(1+1)=О,О+Кой-а) )()Для того, чтобы процесс установлениявероятности 3 (Ц был сходящимся, неесли в ц,-ом такте на выходе схемы 3 обходимо, чтобысравнения был сигнал единичного уровня, Фгде а,= ЕХР (- - )Г где ь - постояннаяК- коэффициент усиления интегратора 5; фф - постоянная времени интегратора 5. ра а интеграторе 5. При этомМатематическое ожидание напряжения .В Хна выходе интегратора в (В+1)-ый тактй=(6)П,-орописывается дифференциально-разностнымПри выполнении условия (5) процессуравнением установления вероятности появления слуй пу ю ш ы 3 60 ляется сходящимся, причем в зависимости447707 Вых. Составитель Л.КарасовРедактор Е.Гончар Текред А.Демьянова Корре Режкощ зд. М Я и раж 62 ПодпнсноСССР НИИП сударствениого комитета Совета М но делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 Предприятие Патент, Москва, Г, Бережковская наб 24 5 1 ерехоиной процесс по вероятности Р 1)зависит от функции распределения амплитуд случайного напряжения генератора 1, предельное же значение вероятности появления случайных импульсов на выходе схе 5 мы 3 определяется частным от деления значения сигнала Х на 1 . Рассматривая, от начальных условий за счет отрицателЬ-. ной обратной связи сходимость будет различнои: при С- вероятностью 1)МХ 10нач у11 изменяется в соответствии с выражением(4) ХПри Сч - имеем1) Хрщ.,-ф с;,) о;, (а) другие участки аппроксимации приходимк аналогичным выводам.Предмет изобретения Генератор случайной последовательности импульсов, содержащий генератор случ,1 йного напряжения, выход которого через первый клапан соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу интегратора, вход которого соединен с выходом блока суммирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, генератор содержит второй клапан и инвертор, вход которого через второй клапан соединен с выходом блока сравнения, а выход - с входом блока суммирования.