Генератор случайных импульсных потоков

О П И С А И И Е 1 ц 748397И,ЗОЬРЕТЕ Н ЙЯ Союз СоеетсиикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 м. Кл. О 06 Р 1/02 б 07 С 15/00 с присоелинением заявки М -ГввуааРлтввллйй клилтлт СССР ав млап лзвбретвялл л втлрмтяй(72) Автор изобретения В, И, Глушань Г (7 ) Заявитель Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОГОКОВ Изобретение относится- к области вычислительной техники и может быть использовано при моделировании случайных процессов и систем.Известен генератор случайных импульсных потоков, содержащий генератор пу 5 ассоновского потока импульсов, вероятностный 1-К-полюсник, набор элементов И, блоки прореживания, элемент ИЛИ 1Выход генератора пуассоновского потока импульсов соединен с первыми входами элементов И, второй аход каждого иэ которых соединен с соответствующим выходом вероятностного 1-К-полюсника. Выходы всех элементов И соединены с соот-, ветствующими входами элементов ИЛИчерез блоки прореживания. Выход элемен та ИЛИ соединен обратной связью с вероятностным 1-К-попюсником.Этому генератору присущи такие недостатки, как большая погрешность при воспроизведении усеченных законов распределения интервалов (например, равномерного и т.д.) и громоздкость конст 2рукции эа счет использования большого количества счетчиков.Известен также генератор случайных импульсньм потоков, содержащий счетчик, на счетный вход которого подается пуассоновский поток импульсов, а разрядные выходы через дешифратор подключены к первой группе входов блока элементов И соответственно, вторая группа входов которого соединена с выходами вероятносч ного 1-К-полюсника соответственно, а их выходы через элемент ИЛИ подключены к вьмоду генератора и ко входам Сброс счетчика и вероятностного 1-К-полюсыка 2)Недостатком этого генератора являет ся ограниченный класс решаемых задач.Наиболее близким техническим решением в предлагаемому изобретению является генератор случайных импульсных,потоков, содержащий генератор пуассонов- ского потока импульсов, выходом подключенный ко входу основного счетчика, разрядными выходами соединенного со вхо7483 3дами дешифратора, блок элементов И,первыми ьходами соединенными с соответствующими выходами дешифратора, а вто - рыми - с выходами вероятностного 1-Епапосника 3 . Выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ. Устройство содержит также последовательно соединенные генератор тактовьсх импуль сов и дополнительный счетчик, ВЫХОДОМсоединенный с одним из входов упомяну-, 10того элемента ИЛИ, выход которого является выходом всего устройства и цепямиобратной связи соединен со ьходамифСброс" обоих счетчиков и вероятностного 1-К-полюсника.15Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет управлятьматематическим ожиданием длины интервалов при неизменном законе распределения, что ограничивает его функциональные 20Воз мо жностнаБель изобретения - расширение функциоиапьных воэможностей генератора засчет регулирования математического ожиданияе 25Для достижения с 1 оставленной цели визвестный генератор случайных импульсных потоков, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, основной идополнительный счетчики Выходы ОснОВ 30Ного счетчика соединены со входами первого дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И соответственно, вторыв входы которых соединены с выходами Вероятностного 1-К-поаюсника соответственно, а выходы группы элементов И через первыйэлемент ИЛИ соединены с выходом генераторов и со ьходом Сброс основногосчетчика и вероятностного 1-К-полюсни ка, последний вход элемента ИЛИ соединен с последним выходом дополнительногосчетчика, ьход которого соединвй с выходом источника тактовых импульсов, введены триггер, элемент И, элемент ИЛИ,элемент задержки, второй дешифратор ипереключающий элвме 1 гг, ьходы ксгорса.о соединены с соответствующими вьасодами второго дешифратора, а выход соединен сединичным входом триггера и через эле-мент задержки с первым ьхьдом второгоэлемента ИЛИ, второй Вход которого соединен с нулевым ьходом триггера и подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен со входом "Сбросф дополнительного счетчика,а единичный выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй ващ - котщймФ соединен-с - вьпбщом йстбчаюы-97 4пуассоновского потока импульсов, выходэлемента И соединен со ьходом основного счетчика, выходы допсанительного СМетчика соединены со входами второго дешифратора.Сущность предлагаемого изобретениясостоит в следующем. Поскольку генерирувмые потоки случайных импульсов являются рекуррентными, т.е, с независимыми и одинаково распределенными интервалами между импульсами, то в таком потоке распределение длины интервала от некоторого произвольного момента времени до первого случайного импульса будет таким же, как и для всех интервалов между последующими импульсами. Поэтому выдачу каждого очередного случайно го импульса можно задерживать на любую постоянную величину и начинать кхгенерировать по истечении этого времени. При этом распределение интерваловбудет таким же, как и в случае отсутствия задержки выдачи импульсов, но зато,изменяя время задержки, можно управлятьматематическим ожиданием длины интервала,На чертеже приведена структурная схема генератора.Генератор содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, основной 2 и дополнительный 3 счетчики, дешифратор 4, группу элементов 5-1-5-К И, Вероятностный 1-К-полюсник 6, источник тактовых импульсов 7, элемент 8 ИЛИ, . дешифратор 9, переключающий элемент 10, элемент 11 ИЛИ, элемент 12 задержки, триггер 13 и. элемент 14 И. Выход источника 1, соединен с первым входом элемента 14 И, выходом соединенного со входом счетчика 2, выходы которого подключены ко Входам дешифратора 4, а выходы последнего присоединены к первйм входам элементов 5-1-5-К И,ко вторым входам каждого их которых подключен соответствующий выход вероятностного 1-К-полюсника 6, Выход источника 7 соединен со входом счетчика 3, разрядные выходы которого соединены со входами дешифратора 9, последний выход счетчика 3 соединен с одним из входов элемента 8 ИЛИ, к другим входам которого подсоединены выходы элементов 5-1-5-К И. Любой из выходов дешифратора 9 через перевпочающий элемент 10 соединяется с единичным входом триг-гера 13 и через элемент 10 соединяется с единичным входом триггера 13 и, 7483 через элемент задержки 12 - с одним из входов эпемента 11 ИЛИ, второй Вход которого соединен с нулевым Входом триггера 13, входом,"Сброс" счетчика 2, входом вероятностного 1-К-полюсника 6 и выходом элемента 8 ИЛИ, являющимся выходом 15 всего устройства. Единичный выход триггера 13 соединен со вторым Входом элемента 14 И, а выход элемента 11 ИЛИ соединен со входом "Сбросп счетчика 3, Вход 16 вероятностного 1-К- полюсника 6 служит для задания нужного закона распределения возбуждения его выходных шин. Элемент 12 задержки обеспечивает гарантированный сброс счетчика 3 в исходное состояние импульсом с соответствующего выхода дешифратора 9,Генератор случайных импульсных потоков, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, основной и дополнительный счетчики, выходы основного счетчика соединены со входами первого дешифратора, выходы которого соединены с первыми Входами группы элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходами вероятностного 1 К- поаюсника соответственно, а выходы элементов И группы через первый элемент ИЛИ соединены с выходом генератора и со аходами Сброс" основного счетчика и вероятностно 1-К-попюсника, последний Вход элемента ИЛИ соединен с последним Генератор работает следующим образом.Пусть в некоторый момент времени на20 выходе 15 генератора появится импульс, Этот импульс установит в нулевое. состояние триггер 13 и оба счетчика 2 и 3, а в вероятностном 1 К-полюснике с вероятностью Р возбудится-й выход.125 Соответственно этому будет открыт -ый элемент И, но случайные импульсы от источника 1 на счетчик 2 поступать не будут, так как элемент 14 И будет закрыт нулевым потенциалом с единичного выхоЗО да триггера 13. На счетчик же 3 будут поступать тактовые импульсы с источника 7, и в некоторый момент времени на вььходе дешифратора 9, который образует замкнутую цепь с выходом переипочателя 10, появится импульс, Этот ймпульс че 35 рез элемент 12 задержки и элемент 11 ИЛИ установит в нулевое состояние счетчик 3, а триггер 13 - в единичное состояние непосредственно. С этого момен 49 та единичным потенциалом с триггера 13 откроется элемент 14 И, и случайные импульсы от источника 1 будут поступать на счетчик 2, В. момент: поступления-го случайного имтульса на счетчик 2 на-ом45 выходе дешифратора 4 также появится импульс, который через открытый элемент 5 -И и элемент 8 ИЛИ пройдет на выход генератора 15, Этот импульс по цепям обратной связи воздействует на вхо 56 ды ф Сброс" обоих счетчиков 2 и 3, на Вход вероятностного 1 К-полюсника 6 и на нулевой вход триггера 13. В результате этого с определенной вероятностью вновь возбудится один из выходов вероят 55 костного 1-К-цолюсника 6, счетчики 2 и 3 обнулятся, триггер 13 перейдет в нулевое состояние. Вследствие этого посторит ся процесс формирования нового случайно 97 4го интервала, равного сумме двух: постоянного, определяемого номером выхода дешифратора 9, подключенного к выходу переключателя 10, и случайного эрланговского соответствующего порядка. Если за время Т (где Т=(й).С -максимальный интервал воспроизводимого закона распределения,6, -емкость счетчика 3, 1." -период следования тактовых импульсов, вырабатываемых источником 7) случайный импульс не появится ни на одном из выходов элементов 5-1-5-К И, то ъ -й тактовый импульс от источника 7 поступит на выход счетчика 3 и через элемент 8 ИЛИ пройдет на выход устройства 15, и про- цесс формирования очередного случайного интервала начнется сначма.Таким образом, с цомошью предлагае.- мого генератора, используя суперпозицию распределений Эрлаига, удается получать произвольные законы распределения интервалов и управлять математическим ожиданием их длительности. Причем при подключенном последнем выходе счетчика 3 к одному из входов элемента 8 ИЛИ будет генерироваться усеченный закон распределения интервалов, при отключенном - неусеченный. Кроме того, управление математическим ожиданием длины интервалов может осушествляться в пределах от 0 до 100% относительно максимального интервала усеченного закона путем незначительного усложнения изва стного генератора, так как один и тот же счетчик 3 стал выполнять две функции: слежение за длиной текущего интервала, как и в известном генераторе, и дополнительную - обеспечение задержки выдачи случайного импульса на выход генератора. Формула изобретения7483 1 Подпися ЯИУ4356 ИПИ ППП фйатеитф, г. Уагород, ул. Проектам,выходом дополнительного счетчика, входкоторого соединен с выходом источникатактовых импульсов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счетрегулирования математического ожидания,он дополнительно содержит триггер, элемент И, второй элемент ИЛИ, элементзадержки, второй дешифратор и переключающий элемент, входы которого соединеныс соответствующими выходами второгодешифратора, а выход соединен с единичным входом триггера и через элемент задержки с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен снулевым входом триггера и подключен квыходу первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен со входом 97 8"Сброса дополнительного счетчика, единичный выход триггера соединен с первым аходом элемента И, второй вход которого соединен с выходом источника пуассоновского потока импульсов, выходэлемента И соединен со аходом основногосчетчика, выходы дополнительного счетчика соединены со входами второго дешифратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 504196: кл. (э 06 Р 1/02, 1974,2. Авторское свидетельство СССР М 543004, кл, Ь 06 Р 1/02, 1975 е3. Авторское свидетельство СССР М 588550, кл. б 06 Р 1/02, 1976 (прототип).