Генератор случайных импульсов

(088.8) Опубликовано 23 06.81.Бюллетень Ме 23 аф делам нзебретеннй н еткритнйДата опубликования описания 25.06.81(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при решении задач статистического и вероятностного моделирования.Известен генератор случайнык импульсов, содержащий источник шума, пороговый элемент, счетчик 111,Однако этот генератор не позволяет получить пуассоновский поток импульсов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор случайнык импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, выходы которого соединены со входами бло ка совпадения н управляемого генератора случайных двоичных разрядов 23. Недостатком как известного, так я большинства другик устройсть данного класса является то, что онк генерируют потоки случайных импульсов только одного типа - пуассоновского, что существенно сужает область ик применения. В реальнык условиях часто возникают снтуации, когца число требованиЯ, посту;пающик за конечный промежуток временистрого опрецеленно (не случайно), а случайными являются лишь моменты поступления этик требований. Примерами такихф ситуаций могут служить моменты прибытиярейсовык самолетов в аэропорт назначенияв течение суток, моменты окончания отцельных параллельно выполняемык работ,образующих в совокупности законченный10комплекс работ, моменты эвакуации отдельных лиц из состава обслуживающегоперсонала в течение допустимого по условиям безопасности отрезка времени изопасной зоны, возникающей при опасных1 н аварийных ситуациях, и т.цЕсли вовсех рассмотренных выше примерах каждое.событие с равной вероятностью и не-зависимо от других может наступать влюбой момент рассматриваемого промеЮжутка времени, то поток событий, образуемых всеми событиями, называется потоком Бернулли и относится к классу о 1- раниченных потоков событий,(записывается)и хранится в нем цо поступления команды на выцачу (воспроиэве-цение) хранящейся в нем информации.При поступлении на первый ( записывающий) 5вхоц блока очерецной послецовательностиимпульсов, ранее хранящаяся записанная)в нем послецоватепьность случайных импульсов автоматически стирается. Припоступлении команцы на второй воспроизвоцящий) вход блока запоминания на его. выхоце в реальном масштабе времени формируется ( воспроизводится) записанная це черецующихся межцу собой положитель 20ных и отрицательных импульсов малой цлительности, образующих временные метки,расположенные цруг от друга на расстоянии, равном Т,В целом предлагаемое устройство имеет слецующую структуру. Выхоц управляемого генератора 2 случайных двоичных раэряцов подключен к первому вхоцу первогопереключателя 10, выхоц которого соецинен с управляющим входом элемента 3И, выход которого подключен к первомувхоцу счетчика 5 импульсов и выходу второго переключателя 11, первый выхоц которого является первым выходом генератора, а второй выхоц его поцключен к первому входу блока 9 памяти, выход которого является вторым выхоцом устройства,Выхоц счетчика 5, второй вхоц которогоявляется первым входом устройства, через блок 6 сравнения соединен с первымвходом элемента 7 И. Выход генератора 4прямоугольных импульсов, вхоц которого;является вторым вхоцом генератора, соединен со вторым вхоцом первого переключателя 10 и входом элемента 8 НЕ,выхоц которого соединен со вторым входом элемента 7 и через блок 12 цифференцирования - со вторым выхоцом генератора.Прецложенный генератор случайных им 50пульсов работает следующим образом.При нахождении переключателей 10и 11 в положении й блок-схема генера-.тора эквивалентна известному, а выходные сигналы снимаются с первого выходаустройства. При пйревоце переключателей. в положение 8 импульсы, формируемыеисточником 1 пуассоновского потока импульсов, поступают на вхоц блока 3 совпадения, на уцравляющий вход которой от 3 84Цель изобретения - расширение класса решаемых эацач за счет полученияпотока Бернулли.1 ля цостижения поставленной цели визвестный генератор случайных импульсов, соцержащий источник пуассоновскогопотока импульсов, выхоцы которого соединены соответственно с входом первогоэлемента И и со вхоцом управляемогогенератора случайных цвоичных разрядов,ввецены генератор прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, блок сравнения,второй элемент И, элемент НЕ, блок памяти, цва переключателя и блок цифференцирования, причем выход управляемого генератора случайных цвоичных разрядов подключен к размыкающему контакту первогопереключателя, замыкающий поток которого соединен с управляющим вхоцом первого элемента И, выхоц которого поцключен к вхоцу счетчика импульсов и поцвижному контакту второго переключателя,размыкающий контакт которого соединен4с первым выхоцом генератора, а замыкающий контакт второго переключателяпоцключен к первому входу блока памяти, выхоц которого является вторым выхоцом генератора, выход счетчика импульсов через блок сравнения соецинен с первым входом второго элемента И, выходгенератора прямоугольных импульсов соединен с замыкающим контактом первогопереключателя и входом элемента НЕ, вы-,хоц которого соединен со вторым входомвторого элемента И и с входом блокадифференцирования, выхоц которого подключен ко второму выхоцу генератора.На чертеже представлена блок ч:хемапрецлагаемого изобретения - генератораслучайных импульсов.Генератор случайных импульсов содержит источник 1 пуассоновского потокаимпульсов, управляемый им генератор 2,случайных цвоичных разряцов элемент 3Игенератор 4 прямоугольных импульсов,счетчик 5 импульсов, блок 6 сравнения,элемент 7 И, элемент 8 НЕ, блок 9 памяти, цва переключателя 10 и 11 и блок12 аифференцирования,Генератор 4 прямоугольных импульсоввырабатывает послецовательность прямоугольных импульсов, у которой длительностькаждого импульса и интервала между импульсами принимает оцно и то же постоянное значение.Блок 9 памяти имеет цва входа. Первыйвхоц - записывающий . Через этот вход вблок поступает послецовательность случайных импульсов, которая запоминается г ранее реализация случайной послецовательности импульсов.Блок 12 дифференцирования дифференцирует поступающие на его вхоц прямоугольные импульсы и формирует на своем выхоце регулярный поток импульсов в ви% Гописанный выше цикл работы устройствавновь повторяется. Таким образом, навтором выкоце устройства на случайно расположенных на временной оси интервалах(О,Т), границыкоторык отмечены метками, будут формироваться потоки импульсов Бернулли с заданными параметрамиМ и Т,Положительный эффект, который цаетизобретение, заключается в том, что онопозволяет моделировать не только пуассоновские потоки случайнык событий, но ивесьма важные цля ряда решения практических задач потоки Бернулли, относящиеся к классу ограниченных потоков, наоснове которых представляется возможныммоделировать функционирование системмассового обслуживания в течение ограниченных промежутков времени, напримерприбытие транспортных средств или грузов в течение заданного промежутка времени, моменты окончания работ и т.д. Взначительной степени положительный эффектпроявляется в вице экономии тех средств,которые необходимо затрачивать на разработку специализированных устройств цлямоделирования потоков Бернулли. Крометого, прогнозирование с помощью предлагаемого устройства моментов прибытиятранспортных средств, например, судовили самолетов, и момента окончания ответственнык и труцоемкик работ позволяет избежать значительных потерь , обусловленных задержками приема транспортных средств, возможными их простоямиа также ошибками в опрецелении окончаний комплексов работ и т.д Генератор случайных импульсов, оцержаший источник пуессоновского потока им 5 84085 генератора прямоугольных импульсов 4периодически подаются разрешающие сигналы (импульсы) длительностью Т. Одновременно с выхода блока 4 последовательность прямоугольных импульсов подается на вхоа элемента 8, сигнал на выходе которого возникает на время Т при отсутствии сигнала на его входе и исчезает на время Т при возникновении сигнала на его входе, Каждый прямоугольный импульс с выхода элемента 8 поступает в блок 12, где дифференцируется, ,и с выхода блока 12 в виде двух кратковременных импульсов положительной и отрицательной полярности поступает на второй выход устройства, образуя калиброванные метки, разделенные цруг от друга постоянными временными интэрвалами цлительностью Т. Таким образом, на втором выкоде устройства возникает поток чередующихся по знаку меток, следующих через равные интервалы цлительностью Т.При появлении кажаого разрешающего импульса на управляющем входе схемы 3 совпадения пуассоновская последовательность импульсов от источника 1, поступающая на второй вход элемента 3 И в течение времени Т проходит на вход счетчика 5 импульсов и на первый (записывающий) вкоц блока 9 памяти, Счетчик импульсов 5 подсчитывает количество импульсови" (Т), поступивших на его вход за время Т. С выхода счетчика 5 импульсов это число импульсов поступает на первый вход блока 6 сравнения, где сравнивается со значением К, вводимым через его второй вход, являющийся первым вхоцом устройства. При и "(Т)=И блок 6 сравнения выдает на первый, вход блока 7 ( блока И) сигнал, соответствующий цифре 1 , а при и" (Т) К - сигнал, соответствующий цифре О,.При поступлении на первый вход элемента 7 цифры 1, а на второй его вход разрешающего сигнала с элемента 8, возникающего в интервалах между импульсами генератора 4 прямоугольнык импульсов, на выходе элемента 8 формируется сигнал, поступающий на второй (воспроизводящий) вкоц блока 9 памяти, По этому сигналу на выкоце блока 9 памяти воспроизводится последовательность из и (Т) = и4 Iимпульсов, записанных за время Т следованиц., разрешающего импульса, вырабатываемого генератором 4 прямоугольных импульсов . Указанная последовательность импульсов поступает на второй вкоц устройства , где накладывается на поток меток с выхода блока 1 2, распо 6 благаясь между двумя метками - поло- . жительной и отрицательной, которые характеризуют начало и конец заданноговременного интервала длительностью Т,Когда на первый вход элемента 7 поступает цифра О, что имеет место прии (Т) Фй, элемент 7 даже при наличиина его втором входе разрешающегосигнапа с выхода элемента 8 не выдает сигнал навторой ( воспроизводящий) вход блока 9 памяти . В этом случае на втором выкоде устройства будет формироваться толькопоток калиброванных меток, поступающих с выхода блока 12. Когда за время следования одного из последующих прямоугольнык импульсов, вырабатываемых геформула изобретенияСоставитель А. Карасоведактор Т.Киселева Техред Н. Келушак Корректор Г, Назаров каз 4765/70 Тираж 745 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж 35, РаушсПодписноеета СССРтийнаб., д, 4/5 ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 фи 7 8408 пульсов, выхоцы которого соединены соответственно с входом первого элемента И и со входом управляемого генератора случайных двоичных разрядов, о т л ичающи йс я тем, что, сцелью расширения класса решаемых задач за счет получения потока Бернулли, в него дополни тельно введены генератор прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, блок срав- нения, второй элемент И, элемент НЕ, блок памяти, цва переключателя .и блок дифференцирования, причем выход управляемого ге-. нератора случайных. двоичных разрядов под-, ключен к размыкающему контакту первого переключателя, замыкающий контакт ко.15 торого соединен с управляющим входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов и подвижному контакту второго переключателя, размыкающий контакт которого соединен с первым выходом генерато 56 8ра, а замыкающий контакт второго переключателя иоцключен к первому входу блока памяти, выход которого является вторым выходом генератора, выход счетчика импульсов через блок сравнения соединен с первым входом второго элемента И, выхоц генератора прямоугольных импульсов соединен с замыкающим контактом первого переключателя и входом элемента НЕ, выхоц которого соединен со вторым вхоцом второго элемента И и с входом блока дифференцирования, выход которого подключен ко второму выходу генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бобнев М,П,Генерирование случайных сигналов. М., "Энергия", 1971.2. Авторское свицетельство СССР 211163, кл. 8 06 Г 1/02, 1966прототип) .