Генератор импульсов со случайной длительностью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3(50 0 ия ОБРЕ ВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВ(21 (22 46 рас- эле- эле- рт ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(56) 1. Патент СЫА 9 3521171,кл. 328-129, опублик. 1970.2. Авторское свидетельство СССРР 718840, кл. 0 06 Р 7/58, 1978(54)(57) ГЕНЕРАТОР ИПУЛЬСОВ СО СЛУЧАЙНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ, содержащийгенератора импульсов низкой частоты,генератор импульсов высокой частоты, счетчик, первый триггер, нулевой выход которого соединен с входом генератора импульсов высокойчастоты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных воэможностей генераторапутем получения показательногопределения, он содержит группум ов И, регистр сдвига, двам а задержки и второй тригге нулевой выход которого является первым выходом генератора и соединен с входом генератора импульсов низкой частоты, выход которого является вторым выходом генератора и соединен с входом фСдвиг" регистра сдвига, выход которого соединен с входом "Установка" регистра сдвига и единичньм входом второго триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого является входом генератора и соединен с входами первого и второго элементов задержки, выход первого элемента задержки соединен с первыми входами элементов И группы, выходы которых соедине-ЕС 2 ны с входами соответствующих разрядов регистра сдвига, выход второго элемента задержки соединен с нулевым входом первого триггера, выход генератора импульсов высокой частоты соединен со счетным входом счетчика, выходы разрядов которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы.Изобретение относится к областивычислительной и импульсной техники,в частности к устройствам формирования импульсов, значения длительности которых случайны и распределеныпо показательному закону.Известен генератор импульсов сослучайной длительностью, содержащийнизкочастотный и высокочастотныйгенераторы, элемент ИЛИ, счетчик импульсов, в который за интервал времени, определяемый периодом следования запускающих сигналов, поступает серия импульсов с высокочастотного генератора. Случайное значениекода, запоминаемого счетчиком, зависит от числа импульсов в серии,После поступления запускающего сигнала счетчик подсчитывает импульсыс низкочастотного генератора до переполнения, при этом Формируется 70временной инвервал, длительностькоторого пропорциональна обратномукоду числа, записанного в счетчикев момент запуска. Устройство работает в ждущем режиме " Формируетвременной интервал случайной длительности с приходом запускающих сигналов 1,Недостаток устройства заключается в том, что значения длительностей импульсов распределены лишь поравномерному закону.Наиболее близким к предложенномупо технической сущности и достигаемому результату является генераторслучайных временных интервалов, содержащий низкочастотный и высокочастотный импульсные генераторы, выходы которых подсоединены через элемент ИЛИ к счетному входу счетчикаимпульсов, триггер, первый выход 40которого соединен с входом высокочастотного генератора, а второй - свходом низкочастотного генератора,элемент И, первый вход которого подключен к второму выходу триггера, 45а выход элемента И подсоединен к первому входу триггера, при этом второйвход триггера является входом устройства, дешифратор, входы которогоподключены к выходам счетчика импуль сов, блок установки начального кода, выходы последнего подключены квходам счетчика импульсов, выход дешифратора соединен с входом блокаустановки начального кода, а такжес вторым входом элемента Й 2)Недостатком этого устройства является отсутствие возможности формирования импульсов, случайные значения которых распределены по закону, 60 отличному от равномерного, например по показательному закону.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устрой-ства путдм формирования потока им пульсов с показательным законом распределения их длительности.Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов со случайной длительностью, содержащий генератор импульсов низкой частоты генератор импульсов высокой частоты, счетчик, первый триггер, нулевой выход которого соединен свходом генератора импульсов высокой частоты, введены группа элементов И, регистр сдвига, два элемента задержки и второй триггер, нулевойвыход которого является первым выхоцом генератора и соединен с входомгенератора импульсов низкои частоты,выход которого является вт рым выходом генератора и соединен с входом "Сдвиг" регистра сдвига, выходкоторого соединен с входом ".Установка регистра сдвига и единичнымвходом второго триггера, нулевойвход которого объединен с нулевьмвходом первого триггера, единичныйвход ко:,:.;.ого является входом генератора н соединен с входами первого и второго элементов задержки, выходпервого элемента задержки соединен с первыми входами элементов И группы, выходы которых соединены с входами соо-ветствующих разрядов регистра сдвига, выход второго элемента задержки соединен с нулевым входом первого триггера, выход генератора импульсов высокой частоты соединен со счетным входом счетчика, выходы разрядов которого соединен с вторыми входами соответствующих элементов И группы,В предложенном устройстве к -разрядный счетчик импульсов выполняетФункции формирователя равновероятных кодов. За случайный интервал временимежду двумя запускающими сигналамина вход счетчика поступает серия импульсов с выхода высокочастотногогенератора. В момент поступленияочередного запускающего сигнала подсчет этих импульсов прекращается и код, значение которого определяется состоянием счетчика в момент прекращения счета, переписывается встарших разрядов-разрядного ( = 1 + 1) регистра сдвига. Затемна его синхронизирующий вход с периодом Т поступают импульсы с выхода низкочастотного генератора. 1:аждый их этих импульсов сдвигает содержимое регистра сдвига на один разряд, причем поступление сдвиговых импульсов прекращается, как только в старшем разряде регистра сдвига будет записана единица.Таким образом, число импульсов, поступающих на вход регистра сдвига после запуска устройства, а следовательно, и длительность временногоТ (мф) интервала, в течение которого онивырабатываются низкочастотным генератором, зависит от количества нулей,записанных подряд в старших разрядах регистра сдвига, Так как значения кода 1 равновероятны, то вероятность того, что в . -м разряде регистра сдвига будет записан "0"равна 1/2, вероятность записи нулейодновременно в старших разрядах до( - в) -го равна (1/21 д 1. Следовательно, значения длительности временных интервалов с момента прихода запускающего сигнала до моментапрекращения поступления сдвиговыхимпульсов случайны и закон их распределения - показательный.Для того, чтобы исключить возможность "зацикливания" работы регистрасдвига при записи нулей во все егоРазряды ( 1 = 0), необходимо после 20завершения формирования очередноговременного интервала устанавливать- 1 старших разрядов в "0", ав первый разряд регистра принудительно записывать "1", для чего введена связь выхода регистра сдвигас его входом гашения (начальнай установки)На фиг, 1 представлена структурная схема генератора импульсов сослучайной длительностью; на фиг,2 -временные диаграммы его работы.Генератор содержит элементы задержки 1 и 2, триггеры 3 и 4, низкочастотный 5 и высокочастотный 6 генераторы, регистр сдвига 7, группу8 элементов И и счетчик импульсов 9,Число разрядов счетчика 9 и элементов И группы равно 1 , а числоразрядов регистра сдвига 7 равно+ 1, Первый 1 и второй 2 элементы задержки, в качестве которыхмогут быть использованы одновибраторы или линии задержки, обеспечивают.время задержки импульса ,и ь соответственно, причем 31 сз 2 . 45Генератор работает следующимобразом,При поступлении запускающего сигнала (Фиг. 2 а) триггер 4 устанавливается в единичное состояние. В этот момент импульсы с выхода высокочастотного генератора б (Фиг. 2 б) прекращают поступать на вход счетчика 9 импульсов. Запускающий сигнал, задержанный первым элементом задерж ки 1 на время , необходимое для завершения переходных процессов в счетчике 9, поступает на объединенные первые входы элементов 8 И группы. При этом содержимое разрядов 60 счетчика 9 с 1-го по к -й переписывается в соответствующие регистры сдвига 7 со 2-го по-й. Запускающий сигнал, задержанный вторим элементом задержки 2 на время , необходимое для завершения переходных процессов в регистре сдвига 7, устанавливает триггер 4 в нулевое состояние, при этом счетчик 9 продолжает подсчитывать импульсы, формируемые высокочастотным генератором, начиная с того значения кода Мс , которое было зафиксировано в момент поступления запускающего сигнала. Одновременно сигнал с выхода второго элемента задержки 2 устанавливает триггер 3 в нулевое состояние (фиг. 2 в), при этом импульсы с выхода низкочастотного генера-. тора 5 (Фиг. 2 г) начинают поступать на синхронизирующий вход регистра сдвига 7, осуществляя сдвиг кода, записанного в нем, в сторону старших разрядов. Если при поступлении очередного сдвигового импульса окажется, что в старшем разряде записана "1", то сигнал с выхода 7 сдвига устанавливает второй триггер 3 в единичное состояние, отключая тем самым низкочастотный генератор 5 от регистра сдвига 7. Одновременно этим же сигналом все разряды регистра 7 сдвига, кроме первого, устанавливаются в нулевое состояние, а в первый записывается "1" - осуществляется подготовка к записи очередного значения кодаВремя, в течение которого второй триггер 3 находится в нулевом состоянии ц, зависит от значения кода 1 с и может быть вычислено по Фор- муле где М - число старших разрядов регистра сдвига 7, в которыхподряд записаны нули,Как было показано выше, при равновероятностных значениях 1 С законраспределения значений ьн - показательный,Таким образом, на нулевом выходе второго триггера 3, являющемся первым выходом устройства, формируются импульсы со случайной длительностью, Одновременно на выходе низкочастотного генератора 5, являющемся вторым выходом устройства, Формируется пачка импульсов, число, которых также случайно и распределено по показательному закону. Обеспечение равновероятных значений кода с достигается выбором соотноше= ния частоты запускающих сигналови частоты высокочастотного генератора 1из условия 1 зЕъ) 2". Значение частоты низкочастотного генератора 1 к выбирается исходя из требуемого диапазона значений случайной длительности импульсов ц При этом термин "низкочастотный"1073772 для данного генератора имеет условный характер, так как заимствованиз прототипа. По выполняемым Функциям это - генератор тактовых импульсов, и частота 1 К может быть какбольше, так и меньше 1 з Составитель А.КарасовРедактор Л.Веселовская ТехредМ.Гергель КорректорГ.Решетник Тираж 699 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и:открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 331/48 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а 6 Для предотвращения повторного запуска устройства во время формирования очередного импульса со спучайной длительностью необходимо частоту запускапщих сигналов выбирать из условия 1( 1 Д(