Генератор импульсов

О П И С А Н И Е (и) 44857 ОИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических(5 исоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР(32) ПриоритетОпубликовано 30,10Дата опубликовани 3) УДК 621.373,5(088,8 юллетень40 по делам изобретени и открытийисания 72) Авторизобрет В. П. Гондарев аганрогский радиотехнический инст(54) ГЕНЕРАТОР ИМ О лок-схема предлаов; на фиг.2 и 3 в Изобретение относится к области моделирования случайных процессов и может использоваться для получения импульсов с заданным распределением длительностей.Известен генератор импульсов, содержащий линию задержки, схемы совпадения, сборки, вероятностный многополюсник, источник запускающих импульсов, генератор равномерно распределенных импульсов, принцип работы которого состоит в реализации кусочно-ступенчатой аппроксимации плотности распределения при равномерном разбиении аргумента,Целью изобретения является повышение точности процесса получения импульсов с задаиным распределением длительностей,В предлагаемом генераторе импульсов это достигается введением вероятностного двоичного устройства с двумя выходами и и входами, устройства коммутации с и входами, трех схем сборки и трех схем совпадения, соединенных таким образом, что в устройстве осуществляется ступенчатая суперпозиция прямоугольных и треугольных распределений, причем для получения треугольных распределений используются операции умножения и сложения функций распределения, выполняемых с помощью логических схем сборки и совпадения.На фиг. 1 представлена бгаемого генератора импульс линейно-возрастающая и линейно-убывающая аппроксимирующая плотности распределения.Генератор импульсов с кусочно-линейнойплотностью распределения длительностей со держит линию задержки 1, выходы которойподключены к входам )г схем совпадения 2 (2 2, , 2), выходами через сборку 3 подключенных к входу сброса триггера 4 и к схеме сборки 5, второй вход которой подключен 10 к выходу триггера 4, входом запуска соедине - ного с источником запускающих импульсов, подсоединяемым к клемме 6, с входом вероятностного одновходового многополюсни,ка 7 и с входом генератора 8 равномерно рас пределенных импульсов, основной выход которого подключен через двухвходовую схему совпадения 9 к входу трехвходовой сборки 10, а остальные два выхода соединены с входами двухвходовой сборки 11 и четырехвходовой 20 схемы совпадения 12; вероятностное двоичноеустройство 13 с двумя выходами; устройство коммутации 14; дополнительно введенные сборки 15, 16 и дополнительно введенную трехвходовую схему совпадения 17. Выходы мно гополюсника 7 подключены к вторым входами, схем совпадения 2, к г входам вероятностного двоичного устройства 13 и,к и входам устройства коммутации 14. Один выход вероятностного двоичного устройства 13 соединен З 0 с вторым входом двухвходовой схемы совпадения 9, а второй выход связан с четвертым входом четырехвходовой схемы совпадения 12 и с третьим входом трехвходовой схемы совпадения 17. Выходы устройства коммутации 14 через сборку 15 подключены к третьему входу четырехвходовой схемы совпадения 12 и через сборку 16 к входу трехвходозой схемы совпадения 17, выход которой соединен с третьим входом трехвходовой сборки 10. Второй вход этой сборки соединен с выходом четырехвходовой схемы совпадения 12, а выход подключен к входу линии задержки 1,В основу работы генератора импульсов положено представление на интервалах 1;, 1;+ линейно-возрастающей аппроксимирующей плотности распределения (фиг. 2) суммой прямоугольного 1;А;С+А+ и треугольного А;В;+С;+ распределений, а линейно-убывающей аппроксимирующей плотности распределения (фиг. 3) суммой прямоугольного 1;С;В+А+ и треугольного С,А;В,+, распределений.В практике получения случайных чисел прямоугольные и треугольные распределения получают путем реализации алгоритмаг=6+(б9 (1) где г;, - число равномерно распределенной винтервале 0,1 числовой последовательности;гд, гд - соответственно большее и меньшееиз двух чисел равномерно распределенной в интервале 0,1 числовой последовательности. При к=1, 2, 3 получают соответственно прямоугольное, треугольное с положительным и треугольное с отрицательным наклоном распределения. Особенно простую техническую реализацию алгоритм (1) получает при разбиении аргумента Л 1=1;+ - 1;=2 -(где т - целое число), В этом случае процесс получения случайных чисел сводится к выборке с соответствующими вероятностями граничных точек 1; и приписывании к ним со стороны младших разрядов значений гп,.Один из приемов получения случайных чисел с линейно-изменяющейся на интервале 1;, 1;+ плотностью распределения состоит в случайной выборке с вероятностью Р; этого интервала и суперпозиции на этом интервалеР,а Р зс вероятностями ,и, соответственноI l 1 прямоугольных, треугольных с возрастающей плотностью и треугольных с убывающей плотностью распределений. Такую же процедуру можно реализовать и при получении импульсов с заданным распределением длительностей. При этом процесс получения случайных величин значительно упрощается, так как импульсы г 2 и я;з легко и просто получаются путем преобразования импульсов равномерно распределенных длительностей с помощью логических схем. Операциям выбора большего и 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 меньшего из значений случайных величин соответствуют операции умножения и сложения функций распределения.С учетом вышеприведенных замечаний процесс получения импульсов с заданным ра. пределением длительностей может быть осуществлен следующим образом.Кривая плотности распределения длительностей должна быть с необходимой точностью представлена кусочно-линейной аппроксимирующей функцией при равномерном разбиении аргумента. По результатам аппроксимации определяются граничные точки 1; интервалов и на каждом интервале определяются вероятности попадания в интервалы Р;, в прямоугольники Р; и в треугольники Р,2, ;з Значения 1; используются для соответствующего подключения выходов линии задержки 1, а значения вероятностей Р; - для настройки вероятностного одновходового многополюсника 7. При этом подключение выходов линии задержки 1 и выходов вероятностного многополюсника 7 к схемам совпадения 2 осуществляется так, чтобы каждой граничной точке 1, соответствовала определенная вероятность выборки интервала 1;, 1,+. Выходы вероятностного многополюсника 7 подключаются к вероятностному двоичному устройству 13. ЭтоР, Ра устройство с вероятностями , и (при/линейно-возрастающей па интервале плотноР, Р 1,сти распределения) или - и (при линейР Р 1но-убывающей па интервале плотности распределения) возбуждает один из своих выходов, один из которых подключен к схеме совпадения 9, а другой - к схемам совпадения 12 и 17. Другие входы схем совпадения 12 и 17 через сборки 15, 1 б и устройство коммутации 14 падгиочаются к выходам многополюсника 7. Этим на каждом интервале задается отрицательный пли положительный наклоны плотности распределения, Схема совпадения 12, к которой подключены два выхода генератора 8 равномерно распределенных импульсов, выбирает мепьший по длительности из двух входных импульсов, что соответствует треугольнику с линейно-убывающей плотностью распределения. На схему совпадения 17 через сборку 11 подается больший из двух входных импульсов, что соответствует треугольнику с линейно-возрастающей плотностью распределения. Прямоугольное распределение подается непосредственно с генератора 8 на схему совпадения 9, С выходов схем совпадения 9, 12 и 17 импульсы через сборку 10 поступают на линию задержки 1, с помощью которой осуществляется генерация длительностей 1 необходимых для реализации алгоритма (1).Итак, предварительно по результатам ап проксимации должны быть настроены на заданные вероятности триггер 4 и многополюсник 7 и произведено необходимое подключение выходов многополюсника 7 через устройство коммутации 14 к сборкам 15 и 16. Работа генератора импульсов начинается с подачи на вход (клемму 6) запускающего импульса с источника запускающих импульсов, Этот импульс может иметь детерминированные и вероятностные характеристики. Запускающий импульс устанавливает в единичное состояние триггер 4, устанавливает в одно из состояний вероятностный многополюсник 7 и запускает генератор 8 равномерно распределенных импульсов. В зависимости от возбужденного выхода многополюсника 7 устанавливается в одно из своих состояний вероятностное двоичное устройство 13 и через устройство коммутации 14, сборки 15 или 16 подготавливается к работе одна из схем совпадения 12 или 17. Управляющие потенциалы с вероятностного двоичного устройства 13 и сборок 15 и 16 открывают одну из схем совпадения 9, 12 и 17, через которые меньший или больший из двух равномерно распределенных импульсов или непосредственно импульс с генератора 8 через сборку 10 поступает на линию задержки 1, Этот импульс проходит по линии задержки 1 и через одну из и схем совпадения 2, которая открыта потенциалом с выхода многопол осинка 7, и сборку 3 устанавливает триггер 4 в нулевое состояние. Этим завершается задание импульса с длительностью 1, начало которого задавалось при установке триггера 4 в единичное состояние. Тот же импульс со сборки 3 проходит через схему сборки 5 и поступает на выход, что соответствует его прибавлению к импульсу с длительностью 1,.Таким образом, в импульсной форме пол. ностью реализуется алгоритм (1) в случае, когда Л 1= 1;+ - 1;=2 - . Выходная импульсная последовательность имеет заданный закон распределения, Рассмотренной вычислительной процедуре соответствует стохастическая реализация аппроксимированной полиномом Ньютона первой степени плотности распределения. Предмет изобретения Генератор импульсов с кусочно-линейнойплотностью распределения длительностей, со 5 держащий линию задержки, выходы которойподключены к входам и схем совпадения, вы ходами через сборку подключенных к вход сброса триггера и к другой схеме сборки, второй вход которой подключен к выходу триг гера, входом запуска соединенного с источником запускающих импульсов, с входом вероятностного одновходового многополюсника, выходы которого подключены к другим входам п схем совпадения, и с входом генератора 15 равномерно распределенных импульсов, основной выход которого подключен через двухвходовую схему совпадения к входу трехвходовой сборки, а остальные два выхода соедицены с входами двухвходовой сборки и четы рехвходовой схемы совпадения, выход которойсоединен с вторым входом трехвходовой сборки, выходом подключенной к входу линии задержки, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, в него введено вероятно стное двоичное устройство с двумя выходами,а входов, которого соединено с выходами одновходового вероятностного многополюсника, и устройство коммутации, и входов которого подключено к выходам упомянутого вероятно стного многополюсника, выходы которого через одну дополнительно введенную сборку подключены к третьему входу четырехвходовой схемы совпадения, и через вторую дополнительно введенную сборку подключены к вхо ду дополнительно введенной трехвходовойсхемы совпадения, второй вход которой связан с выходом двухвходовой сборки, а выход соединен с третьим входом трехвходовой сборки, при этом один выход упомянутого вероят постного двоичного устройства соединен с вторым входом двухвходовой схемы совпадения, а второй выход связан с четвертым входом упо.дянутой четырехвходовой и с третьим входом трехвходовой схем совпадения.448570 фиг 5 Фиг екред Т. Курилко Реда -ор евпт ПодписноеР Тираж 811Совета Министр ооткрытийаб., д 4/5 ография, пр, Сапунова, 2 Заказ 1112/7ЦНИИПИ Г оставитель Г. Челей Изд.1227дарственного комитетапо делам изобретенийосква, Ж, Раугпска ректор А. Дзес