Датчик случайных равновероятныхвременных интервалов

(71) Заявитель аганрогский радиотехнический инст иту им. В. Д. Калмыкова(54) ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ РАВНОВЕРОЯТНЫХ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения стохастических спецвычислителей и моделирующих устройств,используемых, в частности, для моделирования надежности радиоэлектронной аппаратуры.Известен генератор случайных импульсов, содержащий последовательно соединенные первичный источник шума, видеоусилитель и спусковое устройство, а такжегенератор тактовых импульсов и ключ, входом соединенный с выходом генераторатактовых импульсов, а выходом - с однимиз входов спускового устройства, другойвход которого соединен с шиной питания,а выход является выходом всего устройства 1 Ц.Однако этот генератор нс позволяет получать импульсы со случайной равновероятной длительностью,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство дляформирования равновероятных временныхинтервалов, содержащее генератор такто- ."5вых импульсов, генератор пуассоновскогопотока импульсов, элемент И, триггер иблок управления, один вход которого соединен с выходом элемента И, а второй -с выходом генератора пуассоновского потока импульсов. Выход блока управления соединен со входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами триггера и элемента И. Второй вход элемента И соединен с выходом триггера, являющимся выходом устройства. Второй вход триггера является входом устройства, на который подаютсмоментов опроса 121. Однако не по каждому импульсу опроса иа выходе устройства будут появляться импульсы случайной длительности, т, е. при регулярной последовательности импульсов опроса на входе импульсы случайной длительности на выходе будут появляться нерегулярно, Это происходит из-за того, что между соседними импульсами опроса с вероятностью Р(т) = е, где т - интервал времени между импульсами опроса, может не появиться ни оцного импульса пуассоновского потока, и тогда же запустится генератор тактовых импульсов и, как следствие, на выходе устройства не появится очередной импульс случайной равномерно распределенной длительности.Целью изобретения является увеличение быстродействия датчика.Для достижения поставленной цели в датчик случайных равновероятных временных интервалов, содержащий первый генератор тактовых импульсов, генератор пуас 794627соновского потока импульсов, первый элемент И, первый триггер и блок синхронизации, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход блока синхронизации соединен с выходом генератора пуассоновского потока импульсов, а выход блока синхронизации соединен со входом первого генератора тактовых импульсов, первый вход первого элемента 11 объединен с нулевым входом триггера, единичный вход которого является входом датчика, выход которого подключен и выходу первого триггера и ко второму входу первого элемента И, введены второй элемент И, элемент ИЛИ, второй триггер и второй генератор тактовых импульсов, вход которого объединен с нулевым входом второго триггера и вторым входом блока синхронизации, единичный вход второго триггера объединен с единичным входом первого триггера, а выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, а выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого генератора тактовых импульсов, а выход элемента ИЛИ соединен с нулевым входом первого триггера,Сущность изобрегения состоит в следующем, Если между двумя соседними импульсами опроса случайный импульс с генератора пуассоповского потока не появится и, как следствие, не запустится первый генератор тактовых импульсов, то тогда к триггеру, формирующему импульсы случайной длительности, подключится второй генератор тактовых импульсов, имею 1 ций такую же частоту следования импульсов, что и первый генератор тактовых импульсов, но в отличие от пего, работающий не в старт-стопном режиме, а в режиме синхронизации случайными пуассоновскн ми импульсами. Этим самым будет предотвращена нерегулярность выдачи импульсов случайной длительности.На фиг. 1 приведена структурная схема датчика; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.Датчик содержит генераторы тактовых импульсов 1 и 2, блок 3 синхронизации, генератор 4 пуассоновского потока импульсов, триггер 5, элементы И 6 и ИЛИ 7, элемент И 8, триггер 9. Выход генератора 4 соединен со входом Старт блока синхронизации 3 и входом генератора 2, выход которого соединен с первым входом элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом триггера 5, один вход которого связан с выходом генератора 2, а другой - с одним из входов триггера 9 и входом датчика. Входы элемента ИЛИ 7 соответственно соединены с выходом элемента И 6 и выходом генератора 1, а выход - со 4входом триггера 9 и первым входи:ц элемента И 8, второй вход которого соединенс выходом триггера 9. Выход элемента И 8соединен со входом Стоп блока синхронизации 3, выход которого соединен со входом генератора 1,Датчик работает следующим образом.Первый импульс пуассоновского потока(диаграмма А) запускает оба генератора1010 тактовых импульсов 1 и 2 (диаграч 1 ч 1 ы В иС) устанавливает триггер 5 в нулевое состояние. Импульс опроса, поступающий павход датчика (диаграмма 0), перебрасывает триггер 9, формируя передний фронт116 импульса, определяющего начало случайного временного интервала (диаграмма Н),а триггер 5 устанавливает в единичное состояние (диаграмма Е). Единичный потенциал с выхода триггера 5 открывает эле 20 мент И 6, разрешая прохождение импульсов с генератора 2 на вход элемента ИЛИ7, на другой вход которого поступают импульсы с генератора 1, На выход элементаИЛИ 7 проходят все импульсы гснерато 25 ра 1, а с генератора 2 - только те, которыесовпадают по времени с единичным потенциалом триггера 5. Первый же импульспосле импульса опроса, появившийся навыходе элемента ИЛИ 7 (диаграмма 6),30 через открытый элемент И 8 поступает навход Стоп блока 3, прекращая работугенератора 1. Этот же импульс перебрасывает триггер 9, формируя задний фронтимпульса, определяющего конец случайно 35 го временного интервала (диаграмма У),На выход элемента ИЛИ 7 импульсымогут проходить либо одновременно с генераторов 1 и 2, либо только с генератора 1,либо с генератора 2, Первый случай будет40 иметь место тогда, когда между соседнимиимпульсами опроса (между 1-м и 2-м надиаграмме й) появится один или более импульсов пуассоновского потока (импульсы2 - 4 на диаграмме А). В этом случае45 элемент И 6 будет еще открыт сдиничныыпотенциалом с триггера 5, и оба импульсаодновременно с генераторов 1 и 2 пройдутна выход элемента ИЛИ 7 (3-й импульс --с генератора 1 и 3-й - с генератора 2).50 Затем элемент И 6 закроется, и на выходИЛИ 7 проходят импульсы только с генератора 1 (4 - 7 й импульсы на диаграмме В).Второй импульс опроса вновь перебро 55 сит триггеры 5 и 9, сформирует начало второго временного интервала, а 7-й импульс сгенератора 1 сформирует конец этого случайного временного интервала и прерветработу генератора 1, Так как между вторым и третьим импульсами опроса случайный импульс с генератора 4 не появляется,то на выход элемента ИЛИ 7 пройдут8 - 14-й импульсы с генератора 2 (1 - 7-йимпульсы соответственно на диаграмме Р),55 а триггер 9 перебросит в противоположное5состояние и сформирует тем самым конец третьего случайного временного интервала (12-й импульс с генератора 2).Таким образом, в известном устройстве было бы невозможно появление третьего импульса со случайным равновероятным временным интервалом. Этот недостаток в предлагаемом датчике устранен. Причем выигрыш, если его оценивать отношением вероятностей непоявления импульса пуассоновского потока между импульсами опроса при различных соотношениях интенсивностей импульсов пуассоновского потока и частоты слсдования импульсов опроса, составляет величину около 1,75 при= 2 Х и около 2,1 при= Зл, где 1" - частота импульсов опроса; Х - интенсивность импульсов пуассоновского потока.Формула изобретенияДатчик случайных равновероятных временных интервалов, содержащий первый генератор тактовых импульсов, генератор пуассоновского потока импульсов, первый элемент И, первый триггер и блок синхронизации, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход блока синхронизации соединен с выходом генератора пуассоновского потока импульсов, а выход блока синхронизации соединен со входом первого генератора тактовых им Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР30 Мо 327590, кл. Н 03 К 5/156, 1970.2, Авторское свидетельствоМо 463962, кл. 6 06 Г 1/02, 1973тип). СССР(прото 6пульсов, псрвый вход первого элемента И объединен с нулевым входом триггера, единичный вход которого является входом датчика, выход которого подключен к выходу 5 первого триггера и ко второму входу первого элемента И, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия датчика, он содержит второй элемент И, элемент ИЛИ, второй триггер и второй ге нератор тактовых импульсов, вход которогообъединен с нулевым входом второго триггера и вторым входом блока синхронизации, единичный вход второго триггера объединен с единичным входом первого триггера, а выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, а выход второго элемента И соединен с пероо вым входом элемента ИЛИ, второй входкоторого сбединен с выходом первого генератора тактовых импульсов, а выход элемента ИЛИ соединен с нулевым входом первого триггера.25138 Тираж 749 о Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8 Подписно Загорская типография Упрполиграфнздата Мособлисполко