Многоканальный генератор случайных чисел

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскии Социалистических Республик:О 0 Государственный нонитет Совета Министров СССР по делан изооретений и открытий( 088. 8) 45) Дата опублик ия описания 20.01 72) Авторы изобретения 3. Л. Шапиро и В. Н илов(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ,выходы которых присоединены ко входам 5 матричного переключателя, многофазныйждуший мультивибратор, блок управления,выход которого соединен со входом многофазного ждушего мультивибратора, первый ивторой выходы которого соединены соответ ственно с другими входами ключа и ампли-т тудного селектора. альных ген держит ис- е ато так; Основным недостатк,устройства является за 5 последовательностями даюшими в разных кан объясняется тем, что с,каждом последующем к тем сдвига во времени О ного, числавыпавшего ле, Таким образом, во гом во времени на оди ратора повторяется одн тельность случайных ч 5 ратор не может бытьИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может .быть использовано при исследовании усч ройств и систем автоматического управле ния на физических моделях и аналоговых вычислительных машинах с учетом случай- ных возмущенийИзвестны многоканальные генераторы случайных чисел, использующие временный метод формирования некоррелированных сигналов. Один из известных многокан ефюраторов случайных чисел 11 соточник шума, квантователь, ген р ртовых импульсов и коммутатор,Основным недостатком этого генератораявляется то, что, он не может полностьюустранить корреляшпо сигналов в каналах,а также то, что выходные сигналы имаоттот жечто и исходный сигнал, закон рас-пределения,Наиболее близким техническим решениемк данному изобретению является генераторслучайных чисел 1.21, содержаший последснвательно соединенные первичный источник ом существуюшеговисимость между случайных чисел, выяаалах генератора, Эта лучайные числа ванале образуотся пуна один такт случай- в предыдущем кана- всех каналах со сдьи н такт работы гене-, а и тц же последоваисел, поэтому геноспользован в слу4чаях когда моделируемые Возмущения неза ная последовательность случайных чиселБисимы. (импульсов со случайными дискретнымиЦелью изобретения является получение значениями амплитуды) на выходе амплитудво всех каналах независимых одно от друг го ного селектора 5; О -.,.последовательноопоследовательностей случайных чисел с люти импульсов на выходе делителя частотыбыми наперед заданными законами распре; У.- последовательность импульсов наделения, т. е. расширение функциональных первом выходе регистра сдвига импульсоввозможностей, генератора, 9, Ц- последовательйость импульсов навтором выходе регистра сдвига импульсовЭто достигается тем, что в предложен 1 ный генератор введены регистры сдвигасел на выходе блока. памяти 6 первого кааимпульсов и делитель частоты, выход ко рла, 0- последовательность случайных чиселторого соединен с первым входом регистра,на выходе блока .памяти 6 второго канала"С - период импульсов блока управленияи вход делителя частоты подключены к аь- Ь 11, т,е, период взятия проб амплитудходу блока управления, а выходы амплитудным селектором 5, Т - период тактовыхного селектора соединены со считывающимиимпульсов делителя частоты (для примера,входами блоков памяти всех каналов. Вхо-Т принят равным 3, Ь общем случае Т фды сброса блоков памяти присоединены кг и 4етС, где п = 1,2,3 К, К, где К -соответствующим одноименным выходам речисло каналов генератора).гистра сдвига импульсов.Для упрощения на диаграмме (фиг. 2)На фиг. 1 изображена структурная схеМизображены выходные сигналы блоков памяма многоканального генератора случайных;ти лишь первого и второго каналов генера.чисел; на фиг, 2; временная диаграмма.тора, Аналогично можно изобразить послеГенератор включает в себя последова 2 Ь довательность случайных чисел на выходетельно соединенные первичный источникГенератор работает следующим образомимпульсов 2, фильтр низких частот 3, ключ4, амплитудный селектор 5, выходы кото лок управления 11 вырабатывает имрого соединены со считывающими входами ЗО пульсы О запускающие мультивибраторфблоков памяти 6, выходы которых подкщо 18 с первого выхода которого периодичесЭчены ко входам матричного переключателя ки (с периодом С ) подаются управляющие7, Вторые входы ключа 4 и амплитудного импульсы на второй вход ключа 4, В моментселектора 5 соединены соответственно с прихода этого импульса ключ 4 открывает;первым и вторым выходом многофазного 3 б ся, и на первый вход амплитудного селек-,ждущего мультивибратора 8, вход которого тора 5 поступает импульс случайной амплу-.а также второй вход регистра сдвига им-туды, равной напряжению на выходе фильтпульсов 9 и вход делителя частоты 10 при- ра узких,частот 3 в момент "взятия про 4соединены к выходу блока управления 11., бы В зависимости от амплитуды этогоВыход делителя частоты 10 соединен пер 6 ьмй импульса на одном из входов амплитудновходом регистра сдвига импульсов 9, пер- го селектора 5 появляется сигнал, что эк вый, второй и последующие выходы котовивалентно выпаданию того или иного числа.рого подключены к шинам сброса блоков Обнуление амплитудного селектора 5памяти 6 одноименных каналов, (т, е, пер; осуществляется импульсом, поступающимвого, второго и последующих). 4 Ь периодически со второго выхода мультивиб-,Принцип действия предлагаемого много- ;ратора 8, Таким образом, на выходе амканального генератора случайных чисел ос плитудного селектора 5 имеет место регу-нован на получении на выходе амплитудно лярная (с периодом Ч: ) последовательностьго селектора случайных чисел с нормирован- случайных чисел (импульсов О случайной2,ными вероятностями появления и дальней- Я величины) с нормированными вероятностяшего периодического считывания и запоми-ми появления.нания случайных чисел блоками памяти 6,При этом каждый блок памяти 6 образует Управляющие импульсы О, с выхода блЬсвой канал. Считывание по каналам произ- ка управления 11 поступают также на втоьводится со сдвигом во времени, равным дли Ю рой вход регистра сдвига импульсов 9 и.тельности такта блока управления 11, на вход делителя частоты 10. На выходеРабота генератора поясняется на времен- делителя частоты образуется регулярнаяной диаграмме (см, фиг. 2), где обозначе+ (с периодом Т, в о раз большим, чем пены: О - последовательность импульсов на риод Г управляющих импульсов блока упвыходе блока управления 1 1; 1 - регуляр равленпя 1 1) последовательность импувьсо5347бО х, поступающая иа первый вход регистйа сдвйга импульсов 9. Импульс О обнуляет регистр сдвига импульсов 9, и при приходе на его второй вход управляющего импул- са О образуется импульс 0на первом вы- ходе регистра сдвига импульсов 9. При приходе последующего импульса О выходной импульс сдвигается с первого выхода на второйи т, д. Выходные импульсы 0, Ц и т. д. регистр сдвига импульсов 91 О поступают на шины сброса соответствую- ших блоков памяти 6. При этом блокипамйти 6 сбрасывают записанное ранее случайно число и записывают новое (ОО 7-1 и т. д.), соответствующее числу, выпавше- ф му на выходе амплитудного селектора 5l в момент поступления импульсов Оь,О и т. д. Многоканальный генератор случайных чисел, содержащий последовательно соединенные первичный источник случайных импульс сов, блок формирования импульсов, фильтризких частот, ключ, амплитудный селекто, а также блоки памяти, выходы которых йрисоединены ковходам матричного перек дателя многофазный ждущий мулБтивибрааор, блок управления, выход которого соеинен со входом многофазного ждущего4 мультивибратора, первый и второй выходыоторого соединены соответственно с друими входами ключа и амплитудного селек-:,ора, о т л и ч а ю щ и й с я,тем, что,целью расширения функциональных возможюстей генератора, в него введены регистрдвига импульсов и делитель частоты, выод которого соединен с первым "входом рдистра сдвига импульсов, второй вход кото- ,рого и вход делителя частоты подключены к выходу блока управления, а выходы амплитудного селектора соединены со читывающими входами блоков памяти всех ка-, налов; входы сброса блоков памяти канало присоединены к соответствующим одноиме ным выходам регистра сдвига импульсов.,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Бобнев М, П., Генерирование случайных сигналов, Знергия, 1971, стр. 84,;2, Авторское свидетельство СССР ,рй". 466500, кл, Ср 06 Г 1/02 а от 1973,г. При поступлении следующего импульса, 3) О с делителя частоты 10 на первыйЪ вход регистра сдвига импульсов 9 послед- ний обнуляется и при поступлении сигнала,О на его второй вход вновь появляетсяимпульс на его первом выходе, С этого И момента начинается следующий такт рабо-, ты первого канала.Таким образом, во всех каналах генератора реализуются абсолютно независимые ,последовательности импульсов со случай-, ЗО ной амплитудой (чисел) и с нормированньМ ми (известными) вероятностями появления Эти последовательности импульсов поступают на вход матричного переключателя 7 где набираются любые в общем случае д хЖ1 всех каналов разные) законы распределе-, ния. Степень корреляции случайных чисел одного канала регулируется длительност периода Т, Если Т больше времени кор ляции 1 инфранизкочастотного случайно к75напряжения на выходе фильтра низких частот 3 то случайные числа некоррелпрованны. Если 1 меньше Т , то следует счи-ктать некоррелированными ц последователь ности случайных чисел в разных каналах генератора,Формула изобретения534775 г,У ф .г Тираж 723 Подлисно дарственного комитета Совета Минипо делам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5551/24 в СССР 3035,илиад ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель А. Карасовор Л. Утехина ТехредМ. ЛикевичКорректор Б. Югас