Генератор случайных процессов

ьОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналнстнчесннх Республик(51)м. Кл. 6 06 Г 1/02 О 07 С 15/00 с присоединением заявки Ио -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.07, 80(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при моделировании случайных процессов с задаваеькми корреляционно-спектральными характеристиками.В основном авт,св, Р 532873 описан генератор случайных процессов, который может быть использован при моделировании случайных процессов с задаваеььюи статистическими характеристиками, Этот генератор состоит из датчика случайных чисел, блока элементов И, блока памяти, коммутатора, генератора функций Уолша, М блоков присвоения знака, блока сум мирования, блока считывания и блока управления с соответствующими свя" зями между ними. Входы генератора подключены к соответствующим входам М блоков присвоения знака. Выходом 20 генератора является выход блока считывания. Коммутатор содержит й блоков суммирования по модулю два, первые вхо" 25 ды которых подключены к первой группе .входов коммутатора, вторые входы-/ ко второй группе входов коммутатора, а выходы - к выходам коммутатора соответственно, Зб 2Каждый блок присвоения знака содержит два ключевых элемента, элементНЕ и блок суммирования с соответствующими связями между ними,Известный генератор случайных процессов может быть использован приимитации случайных процессов с произвольными, но заданными (аналитическилибо таблично) Функциями спектральной плотности, которые задаются навходе генератора в форме трансформант Уолша. Однако его применениеневозможно при имитации реальных процессов, спектральные характеристикикоторых заранее не известны.Целью изобретения является расширение Функциональных воэможностейгенератора за счет имитации процессов с заранее неизвестными функциями спектральной плотности,Для этого генератор дополнительносодержит коммутатор и М сумматоров,первые входы которых подсоединены кМ входам генератора, (Н +1)-ый входкоторого подсоединен к информационному входу коммутатора, другие 11 информационных входов которого подсоединены к выходам сумматоров,информационные входы которых подсоединенык выходам соответствующих блоков прис746483 воеиие знака, информационные входыкоторых подсоединены к выходам коммутатора, управляющий вход которогоподсоединен к четвертому выходу блока управления, пятый выход которогоподсоединен к вторым входам сумматоров,Кроме того, коммутатор содержитэлемент ИЕ н И ячеек переключения,каждая иэ которых содержит элементИЛИ и два элемента И,причем первыевходы первых элементов И всех ячеекобъединены и подключены к выходу эледу коммутатора, другие Й информационных входов которого подсоединены свходам соответствующих вторых элементов И,другие входы которых объединены и подсоединены к входу элемента НЕ и к управляющему входу коммутатора,выходами которого являются выходы элементбв ИЛИ, входы кОторых соединены с выходамиэлементов И соответственно. На Фиг. 1 представлена структурная схемафгенератора :лучайных процессов; на фиг.2 приведена схема коммут атор а. Генератор содержит последователь" но соединенные датчик 1 случайных чисел, блок 2 элементов И, блок 3 памяти, коммутатор 4, другие входы которого соединены с выходами генератора 5 функций Усхала, а выходы через блоки 6 присвоения знаков и блок 7 суммирования - со входами блока 8 считывания, вход которого соединен с выходом блока 9 управления другие выходы которого соединены также,со входами блоков 2 и 5 сумматоров 10 и коммутатора 11, выходы которого соединены со входами блоков 6, выходы которых соединены со входами сумматоров 10, выходы которых соединены со входами коммутатора 11, входы 12 и 13 являются входами генератора; выходом которого является выход 14,Коммутатор 11 содержит элементНЕ 15 и М ячеек 16 переключения," каж.даяиз которых:содержит элементы И17 и 18,выходы которых соединены совходами элемента ИЛИ 19. Входй Эле-ментов И соединены с выходом элемента НЕ 15 и со входами коммутаторасоответственно,Генератор случайных процессов может работать в следующих основныхрежимах.1. Имитация случайных процессов сзаранее не известными корреляционноспектральными характеристиками;2, Имитация случайных процессовс задаваежми функциями спектральнойплотности,датчиком 1, через открытый блок 2элементов И передается в блок 3 памяти, где и запоминается на времяформирования одной реализации случайного процесса,В первом режиме работа генератора Фпротекает следующим образом, / На первом такте работы генераторбблок 9 управления вырабатывает сигнал обнУлениЯ сУмматоРов 10 - 10 янакапливающего типа, блока 7 сумми-рэв"ания, блока 3 памяти и генератора5 Функций Уолша (шины обнуления начертеже не показаны), Кроме того,блок 9 вырабатывает запрещающий сигнал, поступающий яа управляющий входкоммутатора 11, в результате чего кинформационным входам блоков 6 - 6присвоения знака будет подключен одноканальный вход 12 генератора аих выходы будут подсоединены ко вхоны и подключены к информационному вхо- дам соответствующих сумматоров .10ь5 После этого на одноканальный вход12 генератора подается исследуемыйсигнал Х (1), который через коммутатор 11 поступает на информационныевходы всех М блоков 6- 6присвоен ния знака. Одновременно с этим изблока 9 Начинают поступать управляющие сигналы на генератор 5, с М выходов которого на М входов коммутатора4 поступят значения соответствующихФункций Уолша, Так как содержимоекаждого разряда блока 3 памяти после обнуления равно нулю, то ."наченияфункций Уолша пройдут через коммута. тор 4 на управляющие входы соответствующих блоков 6 - б присвоениязнака без изменения и на входе каждого блока б - 6присвоения знака будет сформировано значение соответствующего произведения, которое3поступит на соответствующий сумматорЙ сумматоров 10 - 10 накапливающего типа, где оно по сигналам суммирования, поступающим из блока 9на управляющие входы всех сумматоров,просуммируется с содержимым этого40 сумматора. После Й подобных цикловна каждом сумматоре из И сумматоров10 - 10 накапливающего типа будутполучены величины, пропорциональныесоответствующим спектральным составляющим Уолша, На этом заканчиваетсяэтап формирования спектральных составляющих, несущих информацию о частотном составе имитируемого процесса,После этого устройство переходит кэтапу непосредственной имитации слу-чайного процесса,В начале этого этапа блок 9 выдает сигнал обнуления блока 7 суммирования и разрешающий сигнал в коммутатор 11, в результате чего к информационным входам блоков 6 - 6присвоения знаКа будут подключенывыходы соответствующих сумматоров10 - 10 д накапливающего типа. Послеэтого по сигналу из блока 9 и-разряд 60 ный код случайного числа, выработанногоГенератор переходит к самой имитации случайного процесса, котораясостоит иэ К однотипных шагов, накаждом из которых по сигналу блока9 генератор 5 изменяет свое состояние на единицу, Значения всех М Функций поступят на соответствующие входя каждого из Н входов коммутатора4, на каждом из п входов которогоуже подано значение соответствующегоразряда блока 3 памяти,ОИзмененные на коммутаторе 4 в соответствии с содержимым раэрядон блока 3 памяти значения функций Уолшапоступает на входы соответствующихблоков б - б присвоения знака, сЯ йпомощью которых на соответствующиевходы блока 7 суммирования будут переданы прямые или иннентированныезначения спектральных коэффициентов,поступающихиз сумматоров 10- 10Так как при этом сигнал суммирования 20на сумматоры 10 Я. - 10 иэ блока 9не поступает, то эти коэффициентыбудут просуммированы. только в блоке7 суммирования, н результате чегобудет сформировано значение случайнога процесса н одной конкретной точкеего интервала определения, По сигналуиз блока 9 это значение через блок 8считывания выдается на выход 14 генератора с обчулением блока 7 суммирования, На каждом из последующих шаговработа генератора аналогична и формируются следующие значения случайного процесса, Для воспроизведения но вой реализации случайнбго процесса 35с теми же спектральными характеристиками блок управления 9 выдает сигнал запроса в блок 2 элементов И, спомощью которого и блок 3 памяти записывается новое случайное и-разряд- Щное число с датчика 1.Ы случае необходимости имитациидругого случайного процесса с заранее неизвестными спектральными свойствами достаточнс подать на одноканальный вход устройства новый сигналх (1) и повторить описанную процедуруПри имитации случайного процессас задаваежюми спектральными свойствами заранее рассчитанные значенияспектральных составляющих Уолша заносятся через М канальный вход генератора на сумматоры 10 - 10 накап.ливающего типа, после чего генератор переходит к выполнению ранее описанного этапа имитации, минуяэтап расчета трансформант,Предлагаемое устройство позволяет выполнять все функции известногоустрайстна и, кроме того, дает возможность выполнять имитацию реальных процессов с заранее неизвестными карреляционно-спектральными характеристикаьы,Кроме тога, предложенное устройство может быть использовано и в качестве анализатора спектра.Формула изобретения1, Генератор случайных процессов по авт .св, Р 532873, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных ноэможностей генератора за счет имитации процессов с заранее неизвестными функциями спектральной плотности, генератор содержит коммутатор и М сумматоров, первые входы которых подсоединены соответственна к М входам генератора, ( И + 1) -ый вход которого подсоединен к информационному входу коммутатора, другие И информационных входов которого подсоединены к выходам сумматоров, информационные входы которых подсоединены к выходам соответствующих блоков присвоения знака, информационные входы которых подсоединены к ныходам коммутатора, упранляющий вход которого подсоединен к четвертому выходу блока управления, пятый выход которого подсоединен к вторым входам сумматоров.2, Генератор по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что коммутатор содержит элемент НЕ и й ячеек переключения, каждая из которых содержит элемент ИЛИ и два элемента И, причем первые входы первых элементов И всех ячеек переключения объединены и подсоединены к выходу элемента НЕ,а их вторые входы объединены и подключены к информационному входу коммутатора, другие й информационных входов которого подсоединены к входам соответствующих вторых элементов И, другие входы которых объединены и подсоединены к входу элемента НЕ и к управляющему входу коммутатора, выходами которого являются выходы элементов ИЛИ, входы которых соединены с выходами ээлементов И соответственно746483 Составитель А, Карасовактор Клюкин а Текред А. Щепанская орректо Наз аров Подписное 4/5 Филиал ППП ф Патент, г, Ужгород, ул. Пр тна. ,МЙ, :.-.:. +:,Заказ 3944/38,ЦНИИПИ Государс по делам изо 113035 Москва, Тйраж 751енного комитета СССетений и открытий