Генератор случайных процессов

ВСЮ С 06 Г 7 58 описдния изоьрете УДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛдМ ИЗОЬЩТЕНИй И ОТНИЫтИ(71) Московское ордена Ленина, орденаОктябрьской Революции и ордена ТрудОвого Красного Знамени выааее техническое училище им. Н. Э. Баумана(54)(57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содержащий датчик случайных чи"сел, выходы которог соединены с группой входов блока элементов И соответ. ственно, вход которого подключен кпервому выходу блока управления, второй.и третий выходы которого подключены соответственно к входу генератора базовых Функций и к управляюще-му входу блока считывания, выход которого является выходом генератора,а инФормационный вход блока,считывания подключен к выходу блока суммирования, выходы блока элементов И соединены с соответствующими входами блока памяти, выходы которого соединены с первымн входами соответствующих блоков присвоения знака. группы, вторые входы которых являются груп" пой входов генератора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональнык возможностей генератора за счет получения Функции спектральной плотности заданного вида и с изменяемой частотой среза, он содержит группу блоков умножения, группу ключей, блок элементов ИЛИ, дешиФратор и счетчик, вход которого является входом генератора, а выходысчетчика через деаиФратор и блок эле ментов ИЛИ подключены к управляющим входам соответствующих ключей группы, выходы которых подключены к со" ответствующим входам блока суммиро" вания, выходы блоков присвоения знака группысоединены спервыми входаьм соответствующих блоковумножения груп-, пы, выходы которых соединены сннформационными входами соответствующих ключей группы,выходыгенератора базо" вых Функций соединены с вторыми входами соответствующнхблоков умножения группыИзобретение относится к вычислительной технике и может быть испельэовано при моделировании случайныхпроцессов с заданными статистическими характеристиками.Известен генератор случайных про"цвссон, содержащий генераторы импульсов, датчики случайных импульсов,элементы И, блок управления и счетчик 1.Однако известный генератор непозволяет Формировать случайныепроцессы с задаваемыми спектральными свойствами,Известен также генератор случайных процессов, содержащий блок элементов И, датчик случайных чисел,блок памяти, блок управления, блоксчитывания и блок суммирования 21.Однако с помощью этого генератора также невозможно Формировать 2 рслучайные процессы с заданнымиспектральными свойствами.Наиболее близким к предлагаемомуявляется генератор случайных процес"сов, содержащий датчик .случайныхчисел, блок элементов И, блок памяти, генератор базисных Функций(функций уолша), блок суммирования,коммутатор, блоки присвоения знака,блок Управления и блок считывания ЗОс соответствующими связями междуними. При этом каждый блок присвоения знака включает в себя в каждомразряде по два ключевых элемента,элемент НЕ и блок сумькрования 33.Йэввстяцй генератор позволяетвоспроизводить случайные процессыс эаданаемыми функциями спектральной плотности, однако с его помощьюневозможно воспроизведение случайных процессов с заданной функцией 40,спектральной плотности и с изменяемой частотой среза, необходимостьн которых часто возникает на арактике моделирования радиотехническихустройств управления различногокласса.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейгенератора за счет получения Функции спектральной плотности заданного вида и с изменяемой частотойсреза.Поставлейная цель достигаетсятем, что в генератор случайных про-цессов, содержащий датчик случайныхчисел, выходы которого соединеныс группой входов. блока элементовИ соответственно, вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй и третий выходы которого подключены соответственно к 0входу генератора базовых Функцийи к управляющему входу блока считы".вания, выход которого является выходом генератора, а информационныйвХод блока считывания подключен к выходу блока сумкирования, выходыблока элементов И соединейц с соответствующими входами блока памяти,выходы которого соединены с первыми входами соответствующих блоконприсвоения знака группы, вторыевходы которых являются группой входов генератора, нведены группа блоков умножения, группа ключей, блокэлементов ИЛИ, дешифратор и счетчик,вход которого является входом генератора, а выходы счетчика через де"шифратор и блок элементов ИЛИ подклю"чеиы к управляющим входам соответствующих ключей группы, выходы которых подключены к соответствующимвходам блока суммирования, выходыблоков присвоения, знака группы соединены с первыми входами соответствующих блоков умножения группЫ, ныходы которых соединены с информационными входами соответствующих ключейгруппы, выходы генератора базовыхФункций соединены с вторыми входамисоответствующих блоков умножениягруппы.На фиг. 1 приведена блок-схемагенератора, на Фиг. 2 - схема блокаэлементов ЙЛИ,Генератор содержит датчик 1 случайных чисел, блок 2 элементов И,блок 3 памяти, группу блоков 4, 4,4 присвоения знака, груйпублоков 5, 5 ч5 и умножения,генератор б базовых функций, блок 7управления, счетчик 6, дешифратор 9,блок 10 элементов ИЛИ - 101, 10,10 д, , группу ключей 11 1111 ь, блок 12 суммирования,блок 13 считывания, выход 14, входы15 и 16. Подготовка генератора к работесостоит в следующем,Генератор настраивается на максимальную частоту среза. При этомнабор:из щ случайных параметровМ, и у;, равных +1, вырабатываетсяе-разрядным датчиком случайных чисел 1 с учетом следующего правиласоответствия; величинам,Оили Якравным +1, соответствуеМ двоичныйкод "1" соответствующего разрядадатчика 1, а величинам,Оили Ях -1соответствуют нулевые состояния этого разряда датчика 1, Выработанноеа-разрядное случайное число с по-,мощью блока 2 элементов И по сигналу из блока 7 управления передается:в блоках 4 присвоения знака происходит изменение знаков коэффициентовО и Ьк, величины которых, заранееоассчитанные на основе заданнойспектральнойплотности процесса,подключаются к соответствующим каналам а-канального входа 15 генера"3 1623328,4 тора. На е блоках 5 умножения коэф" , .сигналы на остальные (вг) ключи Фещиекты ск и Ьк умйожаются на со- .11 (закрывает их) в результате чего ответствующие значения тригономет- . к входам блока 12 суммирования подрических Функций, которые эырабаты," ключены выходы только первых ВаЮтоя В ГЕНЕратОРЕ 6 баЗОВЫХ ФУКК", (2 г+1) бЛОКОВ 5 УМНОжЕНИя ций; Значения аргумента тригономет-: 5 дальнейшая последовательность - рических функций задаются блоком 7 действий генератора иэ а однотипных Удавления. шагов, на каждом из которых по сигСчетчкк 8 служит для Формнрова- налу кэ блока 7 генератор 6 баэоиия величины г, которая пропорци- эых функций вырабатывает значения ,оиальна частоте. среза процесса Гер . 10 всех е тригонометрических функций (коэффициент пропорциональности 2 Т). сов и.в 4 гь в текущий момент эремени й Величина г заносится в счетчик 8-илн 1, которые поступают на соответчерез вход 16 генератора. Характер ствукюке входы блок,в 5 умножения, изменения частоты среза случайного . на вторые входы которых уже поданы процесса в ходе испытаний раднотех-. 15 .значения коэффициеитоа Ьи Ьк, эна-. нической системы определяется спе- ки которых с помощью блоков 4 при." цификой проэодимых испытаний, в ко сэоения знака в зависимости от эйаторых используется даккый генератор, чения соответствующего разряда кодас помощью дешнфратора 9 и блока случайного числа э блоке 3 памяти 10 по эеличине г, сФормированной2 О либо сохранены (если в разряде код в счетчике 8, эырабатыэаются раэре- ф 1", т.е. ,Оф) щ +1),.либо измешающие сигналы на первые (йг+1) клю- невы на обратный (при коде "Оф, когчи 11 (с 1-го по (2 г+1)-ый) и запре- да Ок ( Я") -1). Иа выходах а бло щающие на остальные ключи(с (2 ге 1)-го, коз 5 умножения сформированы соот- по я-ый), в результате,чего к входам 25 ветстэующие произведения вида блока 12 суьвврования подключаются3 ЦГ выходы только перэых (2 г+1) блоков р а,сочв й к у Ь зи в - й, иэ 5 УмножениЯ. Таким обРаэом, на блок которых на входы блока 12 сумм Рова сУммиРоваквЯ постУпает только . ния через открытые ключи 11 поступа(2 г+1) пеРэых членоэ тРигонометРи-ЭО ют только (2 г+1) первые произвадекия. ческих рядов, В блоке 12 суммирова" В результате их суммирования в блоиия происходит суммирование членов . ке 12 суммироэания сформировано зкаряда. Блок 13 считывания осущестэля- чекне случайного .процесса э одной:иет подключение выхода блока 2 сум- конкретной точке его интерэала опре" мироэания к выходу 14 генЕратора . делениядо сигналу кэ блока 7 УпРав- Блок 7 управления служит для выра- ления полученное значение случайного35ботки управляющей последоэательности процесса через блок 13 считываниясигналов.выдается ка выход 14 генератора с обГенератор случайных пРоцессов нуленнем блока 12 суммйрования. Наработает следующим обРазом. каждом из последующих шагоэ работаИа этапе настройки генеРатоР"4 О генератора аналогична. на заданную спектрал.кую плотность для воспроизэедеиия ноэой реализа- значения коэФФициентов а и Ьк пода цнн случайного процесса с той жеются на соответствующие входы ф-ка спектральной плотностью и той женэльного входа 15 устройства. Иа частотой среза блок 7 управлениявход 16 генератора постУпает велнчи" 45 вьщавт сигналы обнуления блокоэ 3,на г, пропорциональная требуемой 5 6 и 12 и вырабатывает сигнал эа". /частоте среза имитируемого процесса проса на блок 2,с помощью которого которая зайисывается в счетчик 8. в блок 3 паЫтк пересылается новоеВ первом такте рабочего этапа ге- слуафнбе"е-разрядное:кисло с датчи- нератора блок 7 управления вырабаты-. 5 О.кает сигналы обнуления бпоков 5 умножения, блока 12. суммирования, бло- .,ИзменениечастотЮ среза для Формика 3 памяти н генератора 6 базовыхрования, реалкэаций случайнОго. процесфуккций (шины обнуления на фиг. 1са с той же .спектральной плотностью, не показаны) и выдает сигнал запро- -"-:но другой частотой:среза может быть са на блок 2 элементов И, по которо выполнено путем подачи нового знаму двоичный код случайного числа, чения г на вход 16 генератора, эыработанного э датчике 1, через В случае необходимости Формкроваблок .2 передается в блок 3 памяти, ния процесса с новой функцией спектг е з поминается ка время генера- ральной плотности достаточно на вд и ацни одной реализации случайного про- бО канальный вход 15 устройства поди ать цесса, К этому же моменту дешифратор. другие коэффициенты ак и Ь.9 продешифрнрует содержимое счетчика8 и с помощью блока 10 подает разре- Предлагаемый генератор позволяет ,шающие сигналы на первые (2 г+1) клв" выполнять все функции известного чи 11 (открывает нх) н запрещающие , б 5 устройства и, кроме того, дает воз1023328 сов орре Бокша Подписнее омитета ССоткрытий.кая наб.,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 можность осуществлять воспроизведение случайного процесса с функцией спектральной плотности заданного вида и изменяемой частотой среза,Кроме того, с помощью предлагаемого генератора можно воспроизвести большее 5 число независимых реализаций случайСоставитель АРедактор М, Бандура Текред А.Ач каз 4213/33 Тираж 706 ВНИИПИ Государственного по.делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушного процесса по сравнению с известным. В конечном счете это улучшаетстатистические вероятностные характеристики случайного процесса (что имеет важное значение для практики моделирования) и расзщряет область применения генератора.