Генератор случайного потока импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИМСОЦИАЛИСТИЧЕСКИМРЕСПУБЛИК эш Н 03 К 3/84 е С 06 Е 7/58 Н ;";1 ЩЩЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЯвьМ 1 ф МА(54) (57) 1. ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА ИМПУЛЬСОВ, содержащий источникпуассоновского потока. импульсов ипоследовательно соединенные элементзадержки, счетчик импульсов, дешифратор, блок элементов И, многовхо,г;овый элемент ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с входомстробирования дешифратора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности работы генератора, в него введены равновероятностГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 736362, кл. Н 03 К 3/84, 1977.2. Авторское свидетельство СССРВ 978148, кл. С 06 Г 7/58, 1981.,80, 1095366 А ный двухполюсник, первый делитель частоты, последовательно соединенные генератор импульсов, второй делитель частоты и элемент И, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, многовходовой элемент И и элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитаЬщий вход которого череэ первый делитель частоты подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, причем выход источника пуассоновского потока подключен к входу равновероятностного двухполюсника, первый выход 3 которого соединен с входом элемента задержки, а второй подключен к счетному входу счетчика импульсов, (при этом вторые входы блока элементов И соединены с выходами реверсива ного счетчика.1095366 2. Генератор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что равновероятностный двухполюсник содержит высокочастотный генератор импульсов, триггер и два элемента И, информационные входы которых объединены и являются входом равновербятностного двухполюсника, выход высокочасфИзобретение относится к импульс.ной технике и может быть использовано в вычислительной технике при решении задач аппаратурного вероятностного моделирования. 5Известен генератор случайного потока импульсов, содержащий управляемый генератор пуассоновского потокаимпульсов, выход которого через управляемый делитель частоты соединен с 10первым входом блока сравнения частот,. второй вход которого соединен с вхо-, дом генератора опорных сигналов, авыход через блок управления - с управляющим входом генератора потока 15случайных импульсов 1 .Недостатками этого генератораявляются конструктивная сложность,связанная с применением в нем элементов аналоговой техники, и невысокая точность установки интенсивности выходного потока из-за нелинейнойзависимости интенсивности управляемого генератора от уровня отсечки Уошумовых выбросов. 25Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется генератор случайного потока импульсов, содержащий источникпуассоновского потока импульсов, щсчетчик импульсов, разрядные выходы"которого соединены с соответствующими разрядными входами дешифраторов, управляющий вход которого через элемент задержки соединен с входом "Сброс 1 счетчика импульсов, авыходы - с соответствующими входамиблока элементов И, выходы которыхсоединены соответственно с входамимноговходного элемента ИЛИ 2 1,40Данный генератор обеспечивает цифровое управление интенсивностью пуассоновского потока импульсов. Однако тотного генератора соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входамипервого и второго элементов И, выходы которых являются первым и вторымвыходами равновероятностного двухполюсника,1точность его работы невелика из-заотсутствия в нем стабилизации интенсивности выходного потока импульсов,Цель изобретения - повышение точности работы генератора за счетстабилизации интенсивности выходногопотока импульсов.Для достижения поставленной целив генератор случайного потока импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов и последовательно соединенные элемент задержки, счетчик импульсов, дешифратор,блок элементов И, многовходовый элемент ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с входом стробирования дешифратора, введены равновероятностный двухполюсник, первыйделитель частоты, последовательносоединенные генератор импульсов, второй делитель частоты и элемент И,а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, многовходовой элемент И и элемент НЕ, выходкоторого соединен с вторым входомэлемента И, выход которого подключенк суммирующему входу реверсивногосчетчика, вычитающий вход которогочерез первый делитель частоты подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, причем выход источникапуассоновского потока подключен квходу равновероятностного двухполюсника, первый выход которого соединенс входом элемента задержки, а второйвыход подключен к счетному входусчетчика импульсов, при этом вторыевходы блока элементов И соединены свыходами реверсивного счетчика, атакже тем, что равновероятностныйдвухполюсник содержит высокочастотный генератор импульсов, триггер идва элемента И, информационные входы которых объединены и являются, входом равновероятностного двухполюсника, выход высокочастотного генератора соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и вто" рого элементов И, выходы которых являются первым и вторым выходами равновероятностного двухполюсника.На чертеже приведена структурная схема генератора.Генератор случайного потока импульсов содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, равновероятностный двухполюсник 2, элемент 3 задержки, счетчик 4 импульсов, дешифратор 5, блок 6 элементов И, многовходовой элемент 7 ИЛИ, многовходовой .элемент 8 И, элемент 9 НЕ, реверсивный счетчик 10, элемент 11 И, делители 12, 13 частоты и.генератор 14 импульсов. При этом выход источника 1 соединен с входом двухполюсника 2, выходы которого соединены соответственно со счетным входом непосредственно и через элемент 3 задержки - с входом "Сброс" счетчика 4, разрядные выходы которого соединены е соответствующими разрядными входами дешифратора 5, управляющий вход которого соединен с входом элемента 3 задержки, а разрядные выходы - с соответствующими входами блока 6 элементов И, выходы которых соединены соответственно с. входами многовходового элемента 7 ИЛИ, выход которого является выходом генератора, выход которого че" рез первый делитель 13 частоты соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 10, единичные разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам блока 6 элементов И и соответственно к входам многовходового элемента 8 И, выход которого через элемент 9 НЕ соединен с вторым входом элемента 11 И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 10, а первый вход соединен с выходом второго делителя 12 частоты, вход , которого соединен с выходом генера" тора 14 импульсов.Кроме того, равновероятностный двухполюсник 2 содержит высокочастотный генератор 15, выход которого . соединен со счетным входом триггера 16, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с вхо"дами элементов 1, 18 И, другие вхо",пы которых объединены и образуют,.вход, а выходы элементов 17, 18 Иявляютсе выходами двухполюсника 2,Генератор работает следующим образом,С помощью равновероятностного0 двухполючника 2.пуассоновский потокимпульсов источника 1 интенсивностьюЛо разделяется на два независимыхпуассоновских потока с равной интенсивностью Л = Л =Д /2 . Для этой5 цели частота переключений триггера 16, равная частоте Г,генератора 15, устанавливается на один порядок выше интенсивности до источника 1Г,10 о. (1)Далее поток импульсов интенсивностью 3 о/2 разделяется на выходах дешифратора 5 на в потоков, интен сивности которых образуют двоичновзвешенный числовой рядо р- о 21 -1,р 12.2 3Сигналы на управляющих входахблока 6 элементов И принимают значения а =0,1), При а = 0 запре 1щается прохождение импульсов 1-гопотока через 1-й элемент И блока 6,Тогда для некоторого -го сочетания значений сигналов а . вероят 1)ность прохождения импульса на выходмноговходового элемента 7 ИЛИ равнаР,. = Ха,"г(3)а плотность соответствующего выходного потокагде Х - значение двоичного кода,находящегося в реверсивном счетчике10, представленного в виде двоичнойправильной, дроби 0 с Х (1,Будем полагать в момент с = 0состояние Х счетчика 10 равным5 ф х(с) О.Импульсы генератора 14 Го черезделитель 12 частоты с коэффициентомделения К = 1, 2, 3, , и откры/ Заказ 3620/40 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская иаб. д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тый элемент 11 И повышают текущеесостояние х(й) реверсивного счетчика 10. В соответствии с возрастаю.щим значением кода х(С) на выходеэлемента 7 ИЛИ возрастает интенсивность выходного потока оф= - х(ЦфИмпульсы выходного потока через делитель,. 13 частоты с коэффициентом деления 1 с - 1, 2, 3, , поступаЮт на вычйтающий вход реверсивного счетчика 10. ло(ф 1При обеспечении условия 2Ро в рассматриваемой следящей системе установится динамическое равновесие между частотой импульсов на сумми рующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 10. т.е. Поскольку частота Р генератора14 является опорной и неизменяющейся во времени, то интенсивность выходного потока импульсов также постоянна во времени и равнаМ 1Ь ыхИ 1=1 Р =соей, ест 7 ГВых о2 о(теИзменение интенсивности Л (С) источника 1 приводит к изменейию сос,тояния х(С) реверсивного счетчика10, не изменяя интенсивности выходного потока,Для повьппения надежности работыгенератора путем исключения случай-,ных переполнений счетчика 10 по входу (+) введены многовходовый элемент 8 И и элемент 9 НЕ, формирующие сигнал запрета на прохождениепотока импульсов генератора 14 черезэлемент 11 И.Постоянная времени То стабилизирующей цепи генератора определяетсяинтенсивностью Во источника 1, емкостью 2 реверсивного счетчика 10 .икоэффициентом 12 деления делителя13 частоты, включенного в цепь отрицательной обратной связиВ,т-г 2(8)оПомимо изменения постоянной времени То стабилизирующей цепи генератора делитель 13 частоты совместно с делителем 12 обеспечивает задание различных в соответствии с формулой (7) интенсивностей выходного потока при неизменном значении частотыРо генератора 14.Таким образом, данный генераторпо сравнению с известным позволяетполучать пуассоновские потоки импульсов со стабильной интенсивностью,что обеспечивает повышение точностивероятностного моделирования, реализуемого с помощью аппаратурных моделей, функционирующих в реальном масштабе времени,