Стохастический преобразователь

Союз Советских Соцналнстнческни Республнк)М. Кл, 6063 3 сударственнын номитетавета Министров СССРпо делам нэооретеннйи открытий(43) Опубликовано 15.06.78. Бюллетень2 3) УДК 681.3 (088.8 45) Дата опубликования описания 17,05,2) Авторы изобретен Н. Морозевич, В. М, Кирпичников, В. Н. Мухамето и В. Н, Ярмолнк71) Заявител ский радиотехнический институт СТОХАСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к вычислительнои и электроизмерительной технике и предназначено для преобразования аналоговых сигналов (напря. жения) в стохастический (вероятностный) код. Устройство может быть использовано в качестве входного (внешнего) устройства стохастических вычислительных машин.Известны аналого-стохастические преобразователи, содержащие генератор шума, квангователь, блок сравнения, сумматор, интегратор аналогово. го типа и элемент И, подключенные соответствую щим образом (11. Эти известные преобразователи характеризуются значительной погрешностью преобразования, которая не может быть понижена до велиюны менее 1 - 2%. Наиболее близким к изобретению является преобразователь, содержащий генератор случайных чисел, вход которого подключен к тактовому входу преобразователя, преобра. зователь код.напряжение, входы которого соединены с выходами разрядов генератора случайных чисел, первый блок сравнения, первый вход кото рого соединен с выходом преобразователя коднапряжение, а второй вход подключен к информационному входу преобразователя, первый элемент И,первый вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а второи вход подключен к так товому входу преобразователя, первый счетчик, вход которого подключен к тактовому входу уст ройства, второй счетчик, элемент задержки, блок элементов И, выход которого подключен к выходу преобразователя, входы соединены с выходами разрядов второго счетчика, а управляющий вход соединен с выходами разрядов второго счетчика, а управляющий вход соединен с выходом первого счетчика и со входом элемента задержки, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика 2). Однако в нем погрешность преобразования ограничивается снизу точностными х рактеригтиками входящих в него элементов. Оо. новное влияние на статистическую погрешность преоб. разователя оказывает блок сравнения (пороговьй элемент) .Целью изобретения является повышение точ ности стохастического преобразователя эа счет уменьшения влияния характеристики блока сравне. ния на результат преобразования. В описываемом преобразователе зто достигается тем, что он содержит триггер, инвертор, второй блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом преоб. раэователя код.напряжения, а второй вход подключен к информационному входу преобразовате ля, второй элемент И, первьй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, а вто. рой вход подключен к тактовому входу преобразователя, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам, соответственно, первого и второго элементов И, а выход соединен с входом второго счетчика, нулевой и единичный выходы триггера соединены с третьими входами, соответственно, первого и второго элементов И, выход инвертора соединен с единичным входом триггера, первьй вход инвертора соединен с нуле. вым входом триггера и с выходом элемента ИЛИ, а второй вход - с выходом элемента задержки и с установочным входом генератора случайных чисел.На чертеже представлена блок. схема описы. ваемого преобразователя.Он содержит последовательно соединенные генератор 1 случайных чисел, преобразователь 2 код напряжение, первьй 3 и второй 4 блоки срав. нения, первьй 5 и второй 6 элементы И, элемент ИЛИ 7, счетчик 8 и блок 9 элементов И, а также триггер 10, выходы которого соединены с третьими входами элементов И 5 и 6, а входы (нуль вой.прямо, а единичньй-через инвертор 11) соединены с выходом элемента ИЛИ 7, и счегщк 12, вход которого соединен с тактовым выходом устройства и со вторыми входами элементов И 5 и 6, а выход - с управляющим входом блока 9 элементов И и через элемент задежки 13-с установочным входом счетчика 8, с установочным входом генератора 1 и со вторым входом инвертора 11.В исходном положении триггер 1 О и счетчики 8 и 12 находятся в нулевом состоянии. На вы. ходе преобразователя код-напряжение Осл =Осл мах При включении устройства входной сигнал Ох поступает на первые входы блоков 3 и 4, В течь нии первого такта происходит сравнение Осл. макс и Она обоих блоках сравнения, причем, от выхо ных сигналов блоков 3 и 4 в первом такте по тактовому импульсу, через открытые инверсным выходом триггера 10 (триггер 10 "в нуле") эле. ментИ 6 и элемент ИЛИ 7 в счетчик 8 заносится информация с выхода блока 4. Одновременно с этим с выхода элемента ИЛИ 7 информация с выхода блока 4 в парафазном коде, которьй формируется с помощью инвертора 11, поступает на еди. ничный в прямом коде и на нулевой в обратном (через инвертор 11) входы триггера 10. Кроме того, по этому же тактовому сигналу изменяется состояние генератора 1, и на входе преобразовате. ля 2 формируется новое случайное напряжение. Стохастический преобразователь, содержащийЗ 5 генератор случайных чисел, вход которого подключен к тактовому входу преобразователя, преобра.зователь код напряжение, входы которого соедине.ны с выходами разрядов генератора случайных чисел, первьй блок сравнещя, первый вход которо го соединен с выходом преобразователя код напря. джение, а второй вход подключен к информационному входу преобразователя, первый элемент И,первьй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а второй вход подключен к 45тактовому входу преобразователя, первый счетчик,вход которого подключен к тактовому входу уст.ройства, второй счетчик, элемент задержки, блокэлементов И, выход которого подключен к выходупреобразователя, входы соединены с выходами раэ.50рядов второго счетчика, а управляющий вход соединен с выходом первого счетчика и со входомэлемента задержки, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика, о т л и55ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности, он содержит триггер, инвертор, второйблок сравнения, первый вход которого соединен свыходом преобразователя код напряжение, а второй вход подключен к информационному входупреобразователя, второй элемент И, первый входкоторого соединен с выходом второго блока срав. Таким образом, перед началом следующего (1.го) такта на выходе преобразователя 2 сформи. Ровано Осл 1 а в тРиггеРе 10 - инфоРмациЯ, записанная в счетчик 8 в 1 - 1).м такте, В 1-м такте считывается информация с блока 3 или 4, выбран. ного состоянием триггера 1 О, и заносится в счет.чик 8 и триггер 10.Следовательно, триггер 10 обеспечивает запоминание состояния выбранного блока сравнения (с которого считывалась информация) в одном такте, Это позволяет определять блок сравнения, состоя.ние которого более точно (без Влияния гестерезиса) отРажает знак Разности Ох 1 - Осл,1 в следующем такте.10 Счетчик 12 служит для подсчета тактов преобраэования, При достижении числом тактов величи.ны, необходимой для получения заданной статисти ческои погрешности, на выходе счетчика 12 появ.ляется сигнал, который, поступая на управляющий вход блока 9 элементов И, опрашивает состояние счетчика 8, а спустя время задержки элемента 13 устанавливает счетчик 8, триггер 10 и генератор 1 в исходное положение.Таким образом производится преобразованиеОв позиционный код методом статистических ис пьпаний. Такая схема устройства обес .ечивает уменьшьние статистической погрешности преобразования за счет сокращения влияния неидеальности характе.25 ристик блоков сравнения ы результат преобразо.вания, вследствие чего может быть достигнуто относительное уменьшение ширины зоны нечувствие тельности аналого- стохастического преобразователя до восьми раз.30 Формула изобретения6221 Составнтель О. МааоровТекред М. Борнооаа Корректор Н. Л. Тюрина ева Поде(зоета Совета Мнюстров СССРн открыщаая наб., д 4/5 Заказ 3 58/Ю Тнраа 826ударстаенного коае ЦНИИПИ по дещм нзобрете Москва, Ж, Раушск303 ущад ППП Патент, г. Ужтород роекпаа, а пения, а второй вход подключен к токовому вхо.ду преобраэователя, элемент ИЛИ, первый. и второйвходы которого подключены к выходам, соответ.ственно, первого и второго элементов И, а выходсоединен со входом второго счетчика, нулевой иединичный выходы триггера соединены -. третьимивходами, соответственно, первого и второго зле.ментов И, выход иивертора соединен с единичным,одом триггера, первый вход инвертора соединенг нулевым входом триггера и с выходом элемен.га ИЛИ, а второй вход - с выходом элемента задержки и с установочным входом генератора слу. щаных чисел,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Песоиде В. А, Аналого-стохастические преобразователи, Сб. "Автоматизированные системы управления (АСУП - теория, моделирование, тех. нические средства"). Иркутский политехнический институт, 1974, с.104.2. Гладкий В. С Вероятностные вычислительные модели. М., "Наука", 1973, с.113, рис, 4 12.