Генератор псевдослучайных чисел

тЭвтйе, те.мтмеощЯВУъ аМЬА ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сеез Сееетснив Сецюлнстмчесннк Уееаубвнк(22 Заявлено 02.0179 (21) 2704249/18-24 (5)м д с присоединением заявки Мо(23 ПриоритетС 06 Г,1/020 07 С 15/00 осуяврствеыЯ комитет СССР оо девам зобретеЯоткрытЯ(72) Авторы изобретения А.Ж.Виксна, Ю,В.Грудулис и М.А.Элстс Специальное конструкторское бюро научноо приборостроения Института механики полимеров АН Латвийской ССР(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к генераторам дискретных Функций, позволяющим получить псевдослучайные числа с равномерным законом распределения и заданными спектральными характеристиками, и может быть использовано в качестве имитатора сигнала в спектроанализаторах и цифровых фильт- т 0 рах, а также в качестве генератора вспомогательного сигнала в вероятно- стных аналого-цифровых преобразователях (АЦП)Известны генераторы псевдослучай- т 5 ных и случайных чисел с равномерным распределением и спектром, подобным спектру 1 белого шума 1 1,2.Однако эти генераторы необесйечивают Формирования цифрового шума, спектр 20 которогоИмеет заданную форму и ширину полосы. Известен генератор. псевдослучайных чисел, содержащий регистр сдвига и сумматор (1.Недостаток этого генератора невозможность получения оперативно изменяемого полосового спектравыходного сигнала. Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор псевдослучайных чисел, со держащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первичный генератор псевдослучайньи чисел и сумматор, ко второму вХоду которого подключен блок памяти константы. Кроме того, генератор содержит блок памяти и блок инвертирования кодов 12.Генератор дает воэможность получить псевдослучайные числа с оперативно управляеиюм полосовьм спектром. Однако распределение йсевдослучайных чисел отличается от равномерного, особенно в начале и в конце Функции распределениякроме того, в нем нельзя плавно менять амплитуду .выходного псевдослучайного сигнала, это ограничивает область приме-, нения генератора. Цель изобретения - повьааение точности работы и раааирение Фчнтетттетт. нальных возможностей генератора псевдослучайных чисел.Для достижения поставленной цели в предложенный генератор псевдослучайных чисел, содержащий генератортактовых импульсов, выход которого через генератор М-последовательности соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, введены коммутатор, второй сумматор, блок сравнения и второй блок памяти, выход которого соединен с первыми входами коммутатора и блока сравнения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров, Выход генератора такто,вых импульсов соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом коммутатора, третий вход которого объединен с третьим входом второго сумматора 1 э и подключен к выходу блока сравнения,На чертеже представлена структурная схема генератора.Генератор состоит иэ сумматора 1, к одним входам которого подключен щ генератор 2 М-последовательности, а к вторым входам - блок 3 памяти. Выход сумматора 1 подключен к одним входам .коммутатора 4, ко вторым входам которого подключен второй25 блок 5 памяти (константы) . Выход коммутатора 4 подключен к входу сумматора б, выход которого, являясь выходом генератора, соединен с входами блока 7 сравнения, вторые входы которого соединены с выходом ЭО блока 5 памяти. Выход блока 7 сравнения (кодов) соединен с входами управления коммутатора 4 и сумматора 6. Генератор 8 тактовых импульсов соединен с тактовыми входами генера тора 2 и сумматора б.Генератор работает следуююим обраэом. Под воздействием тактовых импуль .сов генератора 8, генератор 2 вырабатывает псевдослучайные числа, которые должны быть независимыми и одинаково распределенными. Полученные числа в сумматоре 1 суммируются с константой, хранящейся в блоке З,памяти, На выходе сумматора 1 ,теперь имеются псевдослучайные числа математическое ожидание которых зависит от . константы блока 3. Коды сумматора 1 через коммутатор 4 подаются в сумматор б, в котором под воздействием тактовых импульсов генератора 8 образуется сумма псевдослучайных чисел. Математическая модель такого накопления кодов соответствует стационар ному процессу восставноления. При превышении кода сумматора б константы хранящейся во втором блоке 5 памяти, блок 7 сравнения (кодов) переводит накапливающий сумматор 6 в режим вычитания, а коммутатор 4 - в режим передачи кода блока 5 памяти на вход сумматора б, В результате код сумматора 6 при каждом срабатывании блока 7 сравнения (кодов) уменьшается на постоянную величину, определяемую блоком 5 памяти. Коды сумматора Ь образуют стационарный процесс восстановления, характеризующийся равномерным распределением псевдослучайных чисел в заданном интервале. Отношение кода блока 5 памяти к величине математического ожидания кодов на выходе сумматора 1 определяет частоту максимума функции спектральной плотности выходного сигнала. Отношение дисперсии кодов генератора 2 к коду блока 3 памяти определяет ширину спектра выходйого сигнала, Код второго блока 5 памяти определяет амплитуду выходноГо псевдослучайного сигнала.использование генератора в вероятностных АЦП позволит повысить их эффективность, так как, варьируя спектром вспомогательного случайного сигнала, можно менять спектр сигнала ошибки квантования. Кроме того, применение предложенного генератора позволяет создать имитаторы полосового случайного сигнала для проверки и диагностики сектроаналиэаторов и цифровых фильтров.Формула изобретения,Генератор псевдослучайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого через генератор М-последовательности соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью йовышения точности работы генератора, он содержит коммутатор, второй сумматор, блок сравнения и второй блок памяти, выход которого соединен с первыми входами коммутатора и блока сравнения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом коммутатора, третий вход которого объединен с третьим входом второго. сумматора и подключен к выходу блока сравнения.Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 613350, кл. С 07 С 15/00., 1978.2, Авторское свидеТельство СССР Р 526873, кл. С 06 Р 1/02, 1976 (прототип).785860 45/52 Тираа 751 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретениЯ и открытий 113035, Москва, %-35, Раушская наб