Генератор случайных чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 58850 А 1 3 КЗ 84 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й институт овСССР 973.ЫХ ЧИСЕЛ к импульсной и 6 ретения - расвозможностей, следовательно ма. усилител ь.2,(21) 4846571/21(57) Йзобретение относитсяцифровой технике, Цель изоширение функциональныхИзобретение содержит посоединенные источник 1 шу спусковое устроиство 3, триггер 4. ключ 5, выход которого является первым выходом устройства, ключ 6, делители 7. 11 частоты, формирователь 8 импульсов, генератор 9 опорной последовательности, блок 10 начальной установки, Введение в генератор случайных чисел триггера 4, ключа 5, делителей 7, 11, формирователя 8 и блока 10 начальной установки позволило сформировать, кроме случайного телеграфного сигнала, последовательности И-разрядных двоичных случайных чисел, следующих с заданным периодом повторения. Приведена функциональная схема формирователя 8. 3 ил,10 15 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к импульсной ицифровой технике и может быть использовано в качестве датчика М-разрядных двоичных случайных чисел, следующих сзаданным периодом повторения.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем формирования последовательности И-разрядныхдвоичных случайных, чисел следующих с заданным периодом повторения.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема генератора случайных чисел; на фиг.2 - функциональная схема формирователяимпульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу генератора.Генератор случайных чисел (фиг,1) содержит последовательно соединенные источник шума 1, усилитель 2, спусковоеустройство 3, триггер 4 и ключ 5. ключ б,делитель частоты 7, формирователь 8 импульсов, генератор 9 опорной последовательности, блок 10 начальной установки,делитель частоты 11, причем выход генератора 9 через ключ б соединен со входомспускового устройства 3, выход блока 10подключен к одному из входов формирователя 8 непосредственно, а ко второму итретьему его входам через делители 7, 11соответственно, выход формирователя 8 соединен со вторым входом ключа 5,Формирователь 8 (фиг.2) содержит элемент 12 задержки, триггеры 13, 14, элементИ 15, причем выход элемент 12 задержкичерез последовательно соединенные триггер 14 и элемент И 15 подключен по й-входам триггера 13 и 14.Спусковое устройство 3 может быть выполнено в виде одновибратора, либо в видеждущего блокинг-генератора. Блок 10 начальной установки выполнен в виде интегрирующей цепи, на вход которого подаетсяпостоянное напряжение в момент включения напряжения источника питания, Постоянная времени заряда цепи много большедлительности переходных процессов в генераторе случайных чисел. При включениипитания нэ выходе цепи будет напряжение"О", которым устанавливаются в начальноесостояние делители 7 и 11 и формирователь8, По мере заряда конденсатора интегрирующей цепи напряжение на ее выходе становится равным напряжению "1, этимнапряжением делители 7. 11 и формирователь 8 переводится в рабочее состояние.Генератор случайных чисел работаетследующим образом,После включения напряжения питанияблок 10 начальной установки устанавливаетделители 7, 11 частоты, а также формирователь 8 импульсов в начальное состояние,Генератор 9 опорной последовательности вырабатывает периодическую последовательность импульсов (фиг.За) длительностью т, следующих с периодом повторения Т, которая поступает через ключ б на второй вход спускового устройства 3, На первый вход спускового устройства 3 поступает через усилитель 2 напряжение шума (фиг,Зб) с выхода источника шума 1, а на третий вход спускового устройства 3 подается напряжение порога срабатывания Опор. На выходе спускового устройства 3 формируется случайная последовательность импульсов постоянной амплитуды и длительности с детерминированным тактовым интервалом(фиг.Зв). Импульс на выходе спускового устройства 3 вырабатывается в случае, если напряжение шумов превышает его порог срабатывания20 Опор, Выходными импульсами устройства 3 запускается триггер 4, на выходе которого формируется случайный телеграфный сигнал с детерминированным тактовым интервалом (фиг.Зг), Этот сигнал подается на первый (информационный) вход ключа 5. Сигнал с выхода генератора 9 опорной последовательности подается на первый вход делителя 7 частоты с коэффициентом деления равным М (фиг.Зд), период следования выходных импульсов делителя 7 равен 2 МТ. Этот период определяет период следования формируемых двоичных случайных чисел. Коэффициент деления делителя 11 равен й(фиг,Зе). Длительность выходного импульса делителя 11 равна МТ, длительность этого импульса определяет разрядность формируемого двоичного числа. Формирователь 8 импульсов переводится из состояния "0" в состояние "1" задним фронтом сигнала делителя 7 и из состояния "1" в состояние "0" задним фронтом сигнала делителя 11 (фиг.Зж). Выходной сигнал формирователя 8 поступает на второй (управляющий) вход ключа 5, в результате на выходе ключа 5 формируется сигнал, представляющий собой выборку длиной МТ из случайного телеграфного сигнала (фиг.Зз). Этот сигнал представляет собой случайную последовательность "0" и "1" и может рассматриваться как двоичное случайное число разрядности Й, представленное в последовательно коде. Если порог срабатывания устройства 3 выбран так, что вероятность превышения входным шумом порога Опор равна 1/2, вероятность появления на выходе ключа 5 каждого из чисел в интервале от 0 до 2 -1 будет равна 1/2 . Выход ключа 5М Мявляется первым выходом генератора случайных чисть, на второй выход которого подается сигнал с выхода формирователя 8, эна третий выход - подается сигнал генератора 9 опорной последовательности 4, что обеспечивает синхронизацию включенных на выходах генератора случайных чисел устройств.Формирователь работает следующим образом.После включения питания с блока 10 на первый вход элемента И 15 поступает сигнал низкого уровня. Независимо от состояния триггера 14 на выходе элемента И 15 будет "0", который установит триггеры 13, 14 в состояние "0". Задним фронтом сигнала с выхода делителя 7 триггер 13 переводится в состояние "1". При этом на входах и К триггера 14 будет "1". Задним фронтом задержанного сигнала с выхода делителя 11 триггер 14 переводится в состояние "1". При этом на второй вход элемента И 15 поступает "0", а на первый вход - с блока 10 подается сигнал высокого уровня. На выходе элемента И 15 установится низкий уровень, которым триггеры 13 и 14 будут переведены в состояние "0", Элемент задержки 12 необходим для исключения ложного срабатывания триггера 14,Использование предлагаемого технического решения позволяет расширить функциональные воэможности известного устройства и сформировать последовательность М-разрядных двоичных случайных чисел, следующих с заданным периодом повторения. Формула изобретения Генератор случайных чисел, содержащий последовательно соединенные источник шума, усилитель и спусковое 5 устройство, второй вход которого подключен через первый ключ к выходу генератора опорной последовательности, третий вход спускового устройства соединен с шиной напряжения порога срабатывания, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью расширенияфункциональных воэможностей, в него введены последовательно соединенные триггер и второй ключ, последовательно соединенные блок начальной установки, 15 первый делитель частоты и формировательимпульсов, второй делитель частоты, выход которого подключен к второму входу формирователя импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока начальной уста новки и с первым входом второго делителячастоты, второй вход которого соединен с вторым входом первого делителя частоты и с выходом генератора опорной последовательности, причем вход, триггера под ключен к выходу спускового устройства, авыход формирователя импульсов соединен с вторым входом второго ключа, при этом выходы второго ключа, формирователя импульсов и генератора опорной последо вательности подключены соответственно кпервой, второй и третьей выходным шинам.1758850цг,Составитель Р. Матвееваактор О, Спесивых Техред М.Моргентал Корректор С. Юс Заказ 3011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101