Генератор случайных импульсов

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическиеРеспублик и 934506но элам нзфбретеннй н атарытнй(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении ряда задач статистического и вероятностно го моделирования.Известен генератор случайных импульсных потоков, содержащий источник пуассоновского потока, управляемый вероятностный элемент и элемент И, кроме этого генератор содержит, как правило, второй источник случайных по моментам их появления импульсов. При этом10 естественный для электронных приборов уход в процессе эксплуатации отдельных их параметров от номинальных значений, особенно уход параметров элементов, вырабатывающих случайные сигналы, приводит к недопустимому15 с точки зрения математической статистики, разбросу значений вероятностей появления сигналов на выходах этих элементов 11.Указанное обстоятельство искажает параметры потока случайных импульсов, что может привести к судествеш 1 ым ошибкам при решении задач. Кроме того, в известных устройствах регулировка параметров выходных потоков, осуществляемая за счет изменения вероятностей появления сигналов на выходе вероятностного элемента, достаточно сложна и может производиться в ограниченном диапазоне, в пределах которого обеспечивается стабильность значения этой вероятности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор случайных импульсов, который содержит источник пуассоновского потока импульсов, генератор случай. ных двоичных разрядов и элемент И, соединен-, ные между собой. В зависимости от значения вероятности Р появления единицы на выходе генератора интенсивность выходного прореженного потока, который также является пуассоновским, будет равна произведению интенсивности исходного пуассоновского потока импульсов зависимостью на значение вероятности Р. Путем изменения вероятности Р, на которую настроен генератор, регулируют интенсивность выходного потока импульсов 21.Недостаток известного генератора заключает. ся в том, что он содержит два источника случайных сигналов, в том числе генератор случайных двоичных разрядов, с помощью которого производится лрореживание входного пуассоновского потока импульсов. Параметры этогогснсратора подвержены уходу от номинальныхзначений, что приводит к значительному разбросу вероятностей появления сигналов: на еговыходе. В результате этого выходной потокимпульсов может существенно отличаться от.пуассоновского потока. Кроме того, настройкагенератора случайных двоичных разрядов наопределенное стабильное значение вероятностипоявления сигнала на его выходе сопряжена созначительными трудностями и может произво.диться лишь в узком диапазоне (3 - 5).Целью изобретения является расширениедиапазона регулирования интенсивности выходного потока импульсов.Указанная цель достигается тем, что в генератор случайных импульсов, содержащий источник пуассоновского потока импульсов,выход которого подключен к первому входуэлемента И, введены инвертор, источник регулируемого напряжения, генератор линейнонарастающего напряжения и блок сравнения,выход которого соединен.со вторым входомэлемента И, первый вход подключен к источнику регулируемого напряжения, второй входблока сравнения соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, управляющийвход которого подключен к выходу инвертора,вход которого соединен о выходом источникапуассоновского потока импульсов.На фиг.1 изображен генератор; на фиг, 2 -временные диаграммы.Генератор содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, инвертор 2, генератор 3 линейно нарастающего напряжения, блок4 сравнения и элемент И 5 и источник 6 регулируемого напряжения,Соединение перечисленных элементов осу.ществлено следующим образом.К выходу источника пуассоновского потокаимпульсов 1 подключены первый вход элемента И 5 и последовательно соединенные инвертор 2, генератор 3 линейно нарастающео напряжения и блок 41. срзвнения, на второй входкоторого подается нзпряжение от источника б.Выход блока 4 сравнения подключен ко второму входу элемента И 5. Выход элемента И 5является выходом устройства,Работу устройства можно пояснить с помощью временной диаграммы (фиг, 2), где обоз. начены амплитуда АВ импульсов входного по тока на выходе источника 1 пуассоновского потока импульсов, амплитуда А инвертировзн. ных сигналов на выходе блока 2, напряжение О на выходе генератора 3 линейно возраста. ющего напряжения, амплитуда А Ыимпульсов выходного потока, задающее напряжение 0 регулирования интенсивности потока импульсов, текущее время т.При отсутствии импульса на выходе источника 1 пуассоновского потока сигнал на входах элемента И 5 и инвертора 2 отсутствует. Вследствие этого на выходе всего генератора сигнал также отсутствует. С выхода инвертора 2 подается сигнал, обеспечивающий работу генератора 3 линейио нарастающего напряжения. Работа генератора 3 заключается в том, что при подаче на его вход напряжения (импульса) на его выходе генерируется линейно нарастающее напряжение. ,Плительность нарастания определяется длительностью управляющего входного импульса,На графике (фиг. 2) длительность импульсовО соответствует длительности инвертированныхимпульсов источника 1. Параметры генератора3 таковы, что переходные процессы послепрекращения подачи напряжения на его входуспевают заканчиваться за время, равное длительности импульса с выхода источника 1,С выхода генератора 3 линейно нарастаю.щее напряжение поступает на первый входблока 4, представляющий собой пороговыйэлемент с устанавливаемым порогом. Навторой вход блока 4 подается регулируемоенапряжение О , определяющее порог срабатывания схемы, С выхода блока 4 сравнениясигнал на элемент И 5 подается только приусловии, что текущее значение линейно нарастающего напряжения превышает заданное пороговое: 0О . Моменты, начиная с которых выполняется это условие, обозначены нафиг. 2 точками Т, Т, Т, Т 4,Еслисигнзлы с выхода источника 1 пузссоновскогопотока приходят до наступлвния моментовпревышений 0 заданного уровня О., то онине проходят через схему 5 на выход устройства, так как на.втором ее входе отсутствуетразрешающий сигнал, Если же сигнал поступаетпосле выполнения условия 0 1 И и на второмвходе элемента И 5 есть напряжение, то сигнзлпоявляется на выходе устройства, Возможныерезлизации выходных сигналов приведены на 4 ф последней диаграмме (фиг, 2), После исчезновения случайного импульса с выход: источника1 весь описанный выше цикл работы предлагаемого устройства повторяется и на выходеего основных элементов формируются сигналы, 6 диаграммы которых приведены на фиг. 2.Таким образом, в зависимости от того,превысило напряжение на выходе генераторалинейно нарастающего напряжения заданныйуровень О или нет, следующий случайный имзэ, пульс с источника пуассоновского потока импульсов проходит, либо не проходит на выход,Следовательно, из исходного пуассоновскогопотока импульсов случайным образом исклю,934506 выходного потока не изменяет его пуассоновский характер, поскольку в составе устройства имеется лишь один источник стохастичности источник 1 пуассоновского потока.5 Положителщый эффект, который дает предлагаемый генератор, заключается в том, что он позволяет получать потоки слуаййых импульсов со стабильной интенсивностью импульсов, а также позволяет в широких пределах 10 регулировать интенсивность выходного потокаимпульсов. чаются отдельные импульсы, Причем источником этой случайности является сам источникпуассоновского потока импульсов, Надобностьво втором источнике случайности, например,в генераторе случайных двоичных разрядов,отпадает., Можно показать, что выходной потокимпульсов генератора будет пуассоновский синтенсивностью Л , равной-3 о КОЭх=е огде К - наклон пилообразного напряжения;- интенсивность исходного потокаОимпульсов,Если, например, крутизна нарастания напряжения, вырабатываемого генератором 3, стремится к 90 ф, т. е. К-чф, то из формулыследует, что 3 - Хо . Этот же результат будет иметь место, если при конечном значенииК значение 00, Если соотношение парамет рров Хр К, О 3 составляет Щ/К = 1, тоиэ формулы следует, что Л ф 0,368, Следовательно, предлагаемое устройство хорошоприспособлено к регулированию в широкихпределах интенсивности (параметра) выходного тпотока импульсов.Таким образом, количество импульсов, исключаемых из исходного пуассоновского потока, а, следовательно, интенсивность выходногопотока импульсов, можно регулировать как ЗОизменением крутизны нарастания напряженияК, так и заданием уровня порогового напряжения О. Эти параметры не являются случайными и позволяют обеспечить их достаточно высокую стабильность, а следовательно; и высокунстабильность интенсивности выходного потока.Изменение указанных параметров в широкихпределах с целью регулирования параметров Формула изобретения Генератор случайных импульсов, содержащийисточник пуассоновского потока импульсов,выход которого подключен к первому входуэлемента И, о т л и ч а ю щ и й ся тем,.что, с целью расширения диапазона регулирования интенсивности выходного потока импульсов, в генератор введены инвертор, источникрегулируемого напряжения. генератор линейнонарастающего напряжения и блок сравнения,выход которого соединен со вторым входомэлемента И, первый вход подключен к истонику регулируемого напряжения, второй входблока сравнения соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, управляющийвход которого подключен к выходу инверто.ра, вход последнего соединен с выходом источника пуассоновского потока импульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 543004,кл 6 01 Г 1/02 19752. Авторское свидетельство СССР У 211163,кл. 6 01 Е 1/02, 1966 (прототип)934506 и 942/47 Тираж 731ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,Составитель В, ДубининаРедактор А, Власенко Техред Т, Маточка Корректор Е. Рошко