Генератор случайного процесса

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 1160 в сорматчика ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ТЙ(56) 1Авторское свидетельство СССРВ 227402, кл.6 06 Г 7/58, 19662. Авторское сьидетельство СССРМ 429420, кл, Ь 06 Г 7/58, 1972,3. Авторское свидетельство СССР9 524199, кл. 6 06 Р 7/58, 1975(54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий генератор пуассоновского потока импульсов, первыйтриггер, единичный и нулевойвыходыкоторого соединены с первыми входами соответственно первого и второгоэлементов И, вторите входы которыхподключены к выходу генератора импульсов, а выходы первого и второгоэлементов И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, информа,801 087992 ционный выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом генератора, третий элемент И, элемент задержки, дешифратор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных воэможностей генератора за счет пслучения распределения Лапласа, он со" держит второй триггер, выход третьего элемента И соединен со счетным ходом первого триггера и с входом элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, единичный выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора пуас новского потока импульсов, инфо ционный выход реверсивного сче соединен с информационным входом дешифратора, выход которого соединен с единичным входом второго триггера.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании цифровыхи аналоговых процессов,Известен генератор Флюктуационных колебаний, содержащий входнойблок, управляемый датчик случайныхимпульсов, цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединенс выходом датчика случайных чисел,подключенного к входному блоку и,генеоатору тактовых импульсов Г 11.Недостатком этого генератораявляется его сложность,Изаестен также генератор случайного процесса, содержащий источникшума, блок Функциональных преобразователей. Работа известного генератора осуществляется путем безынерционного функционального,преобразования нормального шума Г 33 .Недостатком этого генератораявляется невысокая точность .приближения к требуемому закону распреде"ления из-за технических трудностейзадания характеристик нелинейногопреобразователя.Наиболее близким техническимрешением к изобретению являетсягенератор случайного процесса,содержащий генератор пуассоновскогопотока импульсов, первый триггер,единичный и нулевой выходы которогосоединены с первыми входами соответственно первого и второго элементовИ, вторые входы которых подключенык выходу генератора импульсов, авыходы первого и второго элементовИ соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, информационныйвыход которого соединен с входомцифроаналогового преобразователя,выход которого является выходомгенератора, третий элемент И, элемент, задержки, дешифратор, четвертый элемент И, второй элемент задержки, второй дешифратор, два элемента ЗАПРЕТ, функциональный преобразователь 3 .Однако известный генератор нефпозволяет получить случайный процесс с распределением Лапласа, чтоограничивает его Функциональныевозможности.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейгенератора за счет формированияслучайного процесса с распределениемЛапласа,Указанная цель достигается тем,что в генератор случайного процесса,содержащий генератор пуассоновского потока импульсов, первый триггер,единичный и нулевой выходы которогосоединены с первыми входами соответ.ственно первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов,а выходы первого и второго элементов И соединены соответственно ссуммирующим и вычитающим входамиреверсивного счетчика,информацион 5 иый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом генератора, третий элементИ, элемент задержки, дешифратор,10 введен второй триггер, выход третьего элемента И соединен со счетнымвходом первого триггера и с входомэлемента задержки, выход которогосоединен с нулевым входом второготриггера, единичный выход которогосоединен с первым входом третьегоэлемента И, второй вход которогосоединен с выходом генераторапуассоновского потока импульсов,информационный выход реверсивногосчетчика соединен с информационнымвходом дешифратора, выход которогосоединен с единичным входом второготриггера.На Фиг. 1 показана структурнаясхема генератора; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющиеработу генератора.Генератор случайного процессасодержит генератор 1 пуассоновскоЗ 0 го потока импульсов, первый 2,второй 3 и третий 4 элементы И, первый5 и второй б триггеры, элемент 7задержки, генератор 8 импульсов,реверсивный счетчик 9, цифроанало"35 говый преобразователь 10 и дешифратор 11.Дешифратор 11 представляет собой,в-входовый элемент И(в=6 Я, где1-фИ - емкость реверсивного счетчикащ 0 9), один из входов которого соединен с единичным выходом старшегоразряда, а остальные е -1 входовс нулевыми выходами других разрядовреверсивного счетчика 9 соответст 45Генератор случайного процессаработает следующим образом.Генераторы 1 и 8 вырабатываютсоответственно пуассоновский синтенсивностью 3 и регулярный счастотой Ри потоки импульсов. Приэтом частота Г, значительно превышает интенсивность В, но ограничена конечной емкостьюреверсивного счетчика 9 (Формула (2,55 В начале работы генератора возможен краткойременный переходныйпроцесс(. с п , где Г 1 - дискрет- пер.и60 ное время : - , п:0,1,2,) изЬиза того, что в момент включениягенератораР 3 аО первый 5 и второй бтриггеры случайно окажутся в состояниях 01 и 1 соответственно,а.реверсивный счетчик 9 - в состояО 30 нии фь 3(Н 2 (фиг.2) . При этих началь. ных условиях первый 2 и третий 4 элементы И закрыты, а второй 3 элемент И открыт. Импульсы генератора 8 через открытый второй эле" мент И 3 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 и производят последовательную смену его состояний в обратном порядке. При достижении реверсивным счетчиком 9 состоянияхп):мфпереходный процесс завершается.В момент выполнения равенстваЙО 3= у дешифратор 11 Формирует импульс, устанавливающий второй б триггер в состояние 1, при котором третий 4 элемент И открыт. Первый с отмеченного момента случайный импульс генератора 1 производит смену состояния первого триггера 5, и через небольшой интервал времени 20 развязки, определяемый элементом 7 задержки, устанавливает второй триггер б в состояние 10 ф, отключая с помощью третьего элемента И 4 выход генератора 1. Смена состояния . 25 первого триггера 5 (с фОф наф 1) приводит к подаче импульсовгенератора 8 на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. Заполнение реверсивного счетчика 9 беспрепятственно происходит до уровняИВ момент пересечения процессом Х(П ) уровняс помощью дешифратора 11и второго триггера б подключается З 5 генератор 1 и к счетному входу первого 5 триггера. Далее процесс повто" ряется в области значений х ГьЙ/2Отрицательные и положительные относительно уровня м 12 случайные . 40 выбросы процесса хп чередуются в соответствии с периодической сменой состояний первого триггера 5. Абсолютная величина этих выбросов (ьх пропорциональна длительности 45%случайного временного интервала между моментом достижения процессомйхГ 3 уровня - и моментом появления первого случайного импульса генератора 1 на счетном входе первого 50 триггера 5 С учетом известного положения о том, что если промежуток времени, распределенный по показательному закону, уже длится некоторое время Г, то это никак не влияет на закон распределения оставшейся части промежутка: он будет таким же, как и закон распределения всего промежутка Т, случайный интервал 7 ф, входящий в (1), а следовательно, ийх"/имеют экспоненциальное распределение. Кроме того, дискретные значения процессахЬ 3 находятся в линейной зависимости (1) от абсолютных значений соответствующих выбросов )Ьх",1. Поэтому случайный процесс на выходе линейного цифроаналогового преобразователя 10 имеет симметричное относительно уровняэкспоненциальное двухстороннее распределение (распределение Лапласа) -сх-,и(ах)=Е; к=о,й; с: - "22 с параметрами а: - и а:Л ЗЛи и при выборках по ансамблю и времени соответственно.Для исключения случаев перепол,нения реверсивного счетчика 9 параметры В и Ри должны бытьф ( К Г2 4+5(3)От абсолютных значений й и Р, зависит спектр случайного процесса, но во всех случаях при выполнении условия (3) его мгновенные значения имеют распределение Лапласа. Дополнительное расширение спектра возможно при использовании вместо генератора 8 генератора случайного потока импульсов (например, простейшего потока с интенсивностьюВ:Си);Преимуществом предлагаемого генератора по сравнению с известным, являющимся базовым объектом; является то,что при сохранении простоты реализации,малых аппаратурных затрат он позволяет формировать случайный процесс с распределением Лапласа.В предлагаемом генераторе существенно расширены Функциональные возможности и обеспечена высокая эффективность использования при аппаратурном моделировании дискретных и аналоговых случайных процессов.1087992 ставитель А.Карасовхред С. Мигунова Корректор С.Шекмар актор В.Иванова Филиал ППП Патент, г. Ужгород,оектная,каз 2673/45 Тираж 699 ВНИИПИ Росударственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж-Э 5, комит и отк ушска Подписноеа СССРтийнаб д,4