Генератор случайного процесса

l09) (111 8 С 06 Г 7/5 ЕТЕЛЬСТВУ ГЕНЕРАТОР СЛУЧ Изобретение по функциональные ора за счет фо вектора с неза ми и бинарного ного по закону(71) Смоленский филиал Московскэнергетического института(56) Авторское свидетельство ССУ 136158, кл, С 06 Р 7/58, 198Авторское свидетельство СССРВ 1506446, кл. С 06 Г 7/58, 198(5 (5 и не о ел ние генерато ия частоты,входом ние р 10 и у ижение напряжения а также вв з делит ель но гилителя 11 оуказанной цел то кон чивает до з.п, ф-лы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ А ВТОРСКОМУ ЗОБРЕТЕНИ АИНОГО ПРОЦЕССАволяет расшивозможности гемирования случайисимыми составсигнала, распреПуассона. Примеилообразного20 Генератор случайного процесса работает следующим образом.Генераторы 7 и 8 тактовых импульсов представляют собой преобразователи напряжение - период либо напряжение - частота, Причем генератор 7тактовых импульсов преобразует напряжение с выхода запоминающего элемента6, а генератор 8 тактовых импульсов -55с выхода запоминающего элемента 5,ФРабота генератора рассматриваетсяс начала с отключенными связями блоков 5 и 8, 6 и 7, 11 и 8, 3 и 4,Изобретение может использоватьсядля получения равномерно распределенного случайного .сигнала, для формиройания случайного вектора с независи 5мыми составляющими и бинарного сигнала, распределенного по закону Пуассона и является усовершенствованиемизобретения по авт.св, У 1506446,Цель изобретения - расширение 10функциональных возможностей эа счетформирования случайного вектора с независимыми составляющими и бинарногосигнала, распределенного по законуПуассона. 15На чертеже приведена схема генератора случайного процесса.Генератор случайного процесса содержит первый 1 и второй 2 датчикиравномерно распределенных случайныхсигналов, перекидной ключ 3, генератор 4 пилообразного напряжения, подключенный к информационным входам пер.вого 5 и второго 6 запоминающих элементов, входящих в состав первого 1 25и второго 2 датчиков равномерно распределенных случайных сигналов, входызаписи запоминающих элементов 5 и 6соединены с выходами соответствующихгенераторов 7 и 8 тактовых импульсови установочными входами триггера 9.Кроме того, генератор содержит разделительный конденсатор 10 и усилитель11,Генератор 4 пилообразного напряжения содержит оптрон 12, токозадающиерезисторы 13-16, согласующий регистр17, времязадающий конденсатор 18 иоперационные усилители 19 и 20. Выходы составляющих вектора являются вы" 40ходами запоминающих элементов 5 и 6первого 1 и второго 2 датчиков равномерно распределенного случайногосигнала, выход бинарного сигнала яв-.ляется выходом триггера 9. 45В связи с тем, что уровни напряжений с выходов запоминающих элементов 5 и 6 получаются фиксированиемвеличины сигнала генератора 4 пилообразного напряжения в случайные моменты времени, определяемые моментомдействия рабочих фронтов указанныхгенераторов 7 и 8, то выходные сигналы запоминающих элементов 5 и 6 будутиметь случайный характер. Выходныесигналы запоминающих элементов 5 и 6имеют равномерный закон распределенияв пределах удвоенной амплитуды генератора 4 пилообразного напряжения.Триггер 9 с приходом тактового импульса на один из входов подключаетсоответствующий запоминающий элементк скалярному выходу всего устройства.Это позволяет получить перемешиваниедвух равномерно распределенных случайных сигналов, за счет чего достигается существенное уменьшение корреляции значений скалярного выходногосигнала всего устройства. Введениеперекрестных связей блоков 5-8 и 6-7приводит к еще большему усилениюданного эффекта, так как период генераторов 7 и 8 тактовых импульсовпостоянно меняется и не зависит отсобственных выходных сигналов,0 днако коррелятпвная связь междусоставляющими Быо,и Удополнительного случайного вектора все ещесохраняется, так как период выходного сигнала генератора 4 пилообразного напряжения остается постояннымв течение всей работы генератора.Значительно ослабить корреляцию позволяет введение зависимости частотыгенератора 4 пилообразного напряжения от скалярного случайного выходного сигнала Б вы,Генератор 4 пилообразного напряжения выполнен по схеме симметричного автоколебателъного мультивибратора наоперационном усилителе 19,причем выходная клемма генератораобъединена с инвертирующим входомусилителя 19 через дополнительныйнеинвертирующий усилитель 20 постоянного тока с последовательной обратной связью. Амплитуда пилообразногонапряжения на инвертирующем входеусилителя 19 определяется соотношением резисторов 13 и 14, образующими делитель в цепи положительно обратной связи автоколебательного мультивибратора:0 вьпв,К мс К,+ КФ Частота следования выходнымимпульсов определяется постояннойвремени времязадающей цепи автоколебательного мультивибратора котораяв данной схеме образована конденса- .тором и фоторезистором оптрона, одинконец светоизлучателя которой объединен с общей точкой схемы, а второйчерез резистор с входом задания частоты генератора 4 пилообразного напряжения. При этом на инвертирующемвходе усилителя 19 формируется пилообразное напряжение с постояннойамплитудой Б и крутизной наклоня,меняющейся случайным образом. Дляполучения требуемои линейности характеристики генератора 4 пилообразного напряжения рекомендуется выбирать 1, ) К , при этом коэффициентделения положительной обратной связивозрастает, и амплитуда сигнала Буменьшается. Дополнительный усилитель20 постоянного тока позволяет получить требуемый размах амплитуды пилообразного напряжения,Таким образом ослабляется существующая корреляция сигналов и можносформировать дополнительный случайныйвектор с независимыми состявляюц 1 ими"8 щ р явьу ог Как показывает статистический анализ бинарного сигналаполученного с выхода триггера 9, егораспределение оказывается близким кзакону 1 уассона. Для выравниваниясредней частоты переключения триггера, т.естабилизации интенсивностипотока Пуассона, в структуру генератора введены разделительный копденсатор 1 О и фильтруищий усилп голь 11.Последовательность импульсов с выхода триггера 9 дифферелцируется . разделительным конденсатором 10 и полученный сигнал усредняется усили - телем 11. В результате на выходе усилителя 11 возникает постоянное напряжение, пропорциональное средней разностной частоте разноименных переключений триггера 9, Это напряжение воздействует на второй вход управления частотой генератора тактовых импульсов. В установившемся режиме работы среднее значение разностной частоты близко к нули, что соответствует постоянной интенсивностипроцесса. О Генератор случайного процесса по авт,св. М 1506446, о т л и ч а ив щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования случайного вектора с независимыми составляющими и бинарного сигнала, распределенного по закону Пуассона, в него введены разделительный конденсатор и усилитель, причем подвижный контакт ключа соединен с входом задания частоты генератора пилообразного напряжения, выходы запоминающих элементов первого и второго датчиков равномерно расп- ределенных сигналов являются выходами составляющих вектора генератора, выход триггера является выходом бинарного сигнала генератора и соединен через разделительный конденсатор с входом усилителя, выход которого соединен с вторым входом управления частотой генератора тактовых импульсов второго датчика равномерно распреде-ленного сигнала.2. Генератор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что генератор пилообразного напряжения содержит два операционных усилителя, оптрон,четыре токозадаищих резистора, согласующий резистор и времязадаищий конденсатор, причем вход задания частоты генератора соединен через согласующий резистор с первым выводом светоиэлучателя оптрона, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, с первым выводом времяэадающего конденсатора и с первыми ВЫводами первого и второго токоэадающих реэисторов, второй вывод времязадаищего конденсатора соединен с инверсным входом первого операционного усилителя, с прямым входом второго операционного усилителя и с первым выводом фоторезистора оптрона, второй вывод которого соединен с выходом первого операционного усилителя и 15 20 25 30 35 40 45 50 551 Пуссоновского потока (бинарного сигнала на выходе триггера 9 - Бд(й.Таким образом, дополнительные связи, введенные в предлагаемое устройство, а также использование разделительного конденсатора и усилителя позволяют расширить функциональныевоэможности генератора случайного Формула из об р ет енияЗаказ 2420 тираж 566 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 с первым выводом третьего токозадающего резистора, второй вывод которсго соединен с прямым входом первогооперационного усилителя и с вторымвыводом первого токозадающего резистора, выход второго операционного усилителя является выходом генератора и соединен через четвертый токозадающий резистор с инверсным входом этого же операционного усилителя и с вторым выводом второго токозадающего резистора.