Генератор псевдослучайных сигналов

(и)744684 Союз Советски иСоциалистическиереспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ФлЦ(53) УДК 681 ,325(088.8) па делам изобретений и открытийОпублйковаио 30.06.80, Бюллетень24 Дата опубликования описания 02.07.80(72) Авторы изобретения М. Г, Пояс и А, И, Жданок Инстиутут электроники и вычислительной техники АН Латвийской ССР(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ 1Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к генераторам случайных функций, позволяющим получать псевдослучайные сигналы с различными законами распределения мгновенных значений, и может быть использовано в ка 5 честве генератора тестирующего сигнала при физическом моделировании систем автоматического регулирования и связи, при построении стохастических преобразователей информации,Известно устройство, позволяющее формировать случайные и псевдослучайные сигналы с заданным распределением и содержащее блок сравнения, на входы которо; го подаются исходная случайная (псевдослучайная) последовательность и детерминированная функция, обуславливающая требуемое распределение ( 1 .Указанное устройство позволяет полу О чать на выходе только дискретный сигнал.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является ге 2нератор псевдослучайных сигналов, содержащйй интегратор, выход которого является выходом генератора, блок сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами регистра сдвига ссумматором по модулю два в цепи обратной связи соответственно, а втораягруппа входов блока сравнения соединенас выходами счетчика соответственно, счетный вход которого соединен с выходомгенератора тактовых импульсов 121,Известное устройство обладает недос-таточной стабильностью статистическиххарактеристик,Бель изобретения - повышение точности вероятностных характеристик генератора,Для достижения поставленной целигенератор псевдослучайных сигналов содержит генератор" пачки импульсов, элемент И, переключатель и синхронизатор,первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блокасравнения и генератора тактовых им30 40 3 7446пульсов, а прямой и инверсные выходысинхронизатора соединены с суммирующим и вычитаюшим входами интегратора соответственно, установочный вход которого через переключатель соединен совходом генератора пачки импульсов, со5входом "сброс" счетчика и подключен квыходу элемента И, входы которого соединены с выходами счетчика соответственно; выход генератора пачки импульсов 10соединен со входом регистра сдвига ссумматором по модулю два в цепи обратной связи,На фиг, 1 представлена блок-схемагенератора; на фиг, 2 приведена схема15блока сравнения,Генератор псевдослучайных сигналовсодержит. счетчик 1, выходы которогосоединены с первыми входами блока 2сравнения и входами элемента 3 И, Выход элемента 3 И подключен непосредственно к установочному входу счетчика 1 и через генератор 4 пачки импульсов к тактовому входу регистра 5сдвига с сумматором по модулю два вцепи обратной связи, выходы которогосоединены со входами блока 2 сравнения, выход которого через синхронизатор6 соединен со входами интегратора 7другой вход синхронизатора 6 объединен со входом счетчика 1 и соединен свыходом генератора 8 тактовых импульсов, Выход элемента 3 И через переключатель 9 соепинен со вхопом интегратора 7, 35Блок 2 сравнения содержит интегрирующие цепочки 10, алементы 11 И, элемент 12 ИЛИ, элемент 13 И, первыевходы которых соединены непосредственно с прямыми выходамц счетчика 1, адругие через интегрирующие цепи 10 -с инверсными выходами счетчика 1. Выходыалементов 13 И соединены.с первыми входами алементов 11 И, вторыевходы которых подключены к выходам дблока 5, а выходы через элемент 12ИЛИ соединены со входом ключа 6,Генератор работает слепующим образом.Импульсы с выхода генератора Я тактовых импульсов, поступая на тактовыйвход счетчика 1, обеспечивают образование на его выходах параллельного двоичного П -разрядного кода натуральногоряда чисел от О до 2- 1, На выхопеэлемента 3 И образуются импульсы припереходе этого разряда счетчика 1 изсостояния О в состояние "1", Пере 84хоп из О" в 1 с прихопом каждого тактового импульса происходит лишь в одном разряде счетчика 1, На вторые входы блока 2 сравнения поступает код числа, зафиксированного в регистре 5 сдвига. Импульс, сформированный на выходе одного из элементов 13, проходит на выход блока 2 через элемент 11 И и элемент 12 ИЛИ лишь при наличии 1" в соответствующем разряде параллельного й -разрядного кода псевдослучайного числа.При формировании информационного импульса на выходе-ого элемента 13 И и отсутствии "1" в-ом разряде псевдослучайного числа, информационный импульс на выход блока 2 не проходит, Импульс, проходящий на выход блока 2 и поступающий на вход синхронизатора 6, вызывает появление на прямом выходе синхронизатора 6 сигнала разрешения заряда интегратора 7, длительность которого равна периоду следования тактовых импульсов, При отсутствии импульса на входе синхронизатора 6, на инверсном выходе формируется сигнал разрешения разряда интегратора, аналогичной длительности.Таким образом, с приходом каждого тактового импульса, интегратор 7 начинает заряжаться, либо разряжаться постоянным током в течение интервала времени, равного периоду тактовых импульсов. При достижении счетчиком 1 своего максимального (минимального) состояния, что фиксируется элементом 3 И; производится сброс счетчика 1 в минимальное (максимальное) состояние и запуск генератора 4 пачки импульсов. При атом на выходе генератора 4 формируется один, два или ,;. Н импульсов, период следования которых значительно меньше периода следования тактовых импульсов, производящих генерашпо нового псевдослучайного числа, Изменение количества коротких импульсов в пачке, формируемой по сигналу элемента 3 И позволяет, в известных пределах, управлять автокорреляционной функцией псевдослучайных чисел, что в конечном итоге позволяет управлять законом распределения и корреляционными свойст вами выходного псевдослучайного сигнала, Поступление первого тактового иМпульса.начинает преобразование параллельного Н -разрядного кода нового псевдослучайного числа в последовательный число-импульсный код на выходе блока 2 с определенными свойствами, которое продолжается в течение (2 -1) тактов. Таким об84 бявляется выходом генератора, блок сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами регистра сдвига ссумматором по модулю два в цепи обратной связи соответственно, а вторая группа входов блока сравнения соединена с выходами счетчика соответственно, счетныйвход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности генератора, он содержитгенератор пачки импульсов, элемент И,переключатель и синхронизатор, первыйи второй входы которого соединены соответственно с восходами блока сравнения и генератора тактовых импульсов, а/прямой и инверсные выходы синхронизатора соединены с суммирующим и вычитающим входами интегратора соответственно, установочный вход которого черезпереключатель соединен со входом генератора пачки импульсов, со входом сброссчетчика и подключен к выходу элементаИ,входы которого соединены с выходамисчетчика соответственно, выход генератора пачки импульсов соединен со входомрегистра сдвига с сумматором по модулюдва в цепи обратной связи,1, Яковлев В. ВФедоров Р. Ф. Стохастические вычислительные машины.З 5 Л., Машиностроение", 1974, с, 78,5 7446разом, пеииод выходного сигнала Т равенТ= (2 - 1) огде М - период последовательности псевдослучайных чисел на выходеблока 5,- период следования тактовых имопульсов,При замыкании переключателя 9 производится установка интегратора 7 в исходное состояние, т,е, каждое преобразование начинается с постоянными начальнымиусловиями. В таком режиме работы изме. нение количества импульсов, в пачке навыходе генератора 4 приводит к измене-нию лишь корреляционных свойств выходного сигнала, Изменение закона распределения выходного сигнала в этомрежиме возможно за счет использованиягенератора псевдослучайных чисел с раэличными распределениями,Предлагаемое устройство при малых:аппаратурных затратах и отсутствии необходимости в цифроаналоговом преобразователе обеспечивает получение непре. рывных псевдослучайных сигналов со стабильными вероятностными и корреляционными свойствами, так как число аналоговых узлов сведено к минимуму (интегратор), Использование изобретения в качестве источника вспомогательного случайного процесса при стохастическоманалого-цифровом преобразовании позволяет исключить ошибку преобразования,обусловленную дискретностью вспомогательного случайного процесса,Источники информации,принятые во внимание при экспертйэеФормула изобретения Генератор псевдослучайных сигналов,содержащий,интегратор, выход которого 2. Авторское свидетельство СССР389501, кл, б 06 Р 1/02, 1971, Ш венного ком ний и откр 35, Раушск д, 4/5 л ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Составит, Нанкина Техред Э Заказ 3821/17фураж ЦНИИПИ Государст по денам изобрете 113038, Москва, Ж. "-Подписное итета СС ытий аи наб.,