Генератор случайного потока чисел

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК (19) (11) 35)606 Г 7 5 ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ЫТИЙИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ С(56),1. Авторское свидетельство СССР У 767746, кл.С 1 06 Р 7/58, 1978.2. Повышение верности передачи цифровой информации по дискретным каналам. Ин"т проблем передачи информации ЬН СССР. М., "Науками, 1974, с. 198 (прототип) . (54)(57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА ЧИСЕЛ, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом датчика случайных чисел, реверсивный счетчик, выходы .которого являются выходом генератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения .его точности,.он содержит регистр сдвига, дешифратор, сумматор по модулю два, эЛемент ИЛИ, элемент И, выход кото-. , рого соединен со счетным входом реверснвного счетчика, установочный вход которого объединен с первым входом элемента ИЛ)1.и подключен к выходу дешифратора, вход первого разряда которого объединен с управляющим входом реверсивного счетчика, с первым входом сумматора по модулю два, с информационным входом регистра сдвига и подключен к выходу датчика случайных чисел, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом .элемента И и с входом "Сдвиг." регистра сдвига, выход последнего разряда которого соединен с вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с вторыа входом элемента И,выходы всех разрядов, кроме:последнего, регистра сдвига соединены с входами всех разрядов кроме первого, дешифратора, информационный вход реве 1)сивного счет- Я 1 чика является информационным входомгенератора.1053106 где со - период следования импульсов с ГТИ. Одновременно импульсыс выхода генератора 1 поступаютна счетный вход реверсивного счет"чика 5 через логический элемент Иб. Таким образом, счет происходиттолько в тот момент времени, когдана другом входе элемента И б действует единица. Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляустройств, осуществляющих аппаратур-,ный синтез моделей случайных процессов.5Известен генератор случайныхсигналов, содержащий источник шума,блок формирования ядер спектральнойплотности, включающей в себя модуляторы, генератор базисных функций,блок формирования спектральной плотности, фазовращатели, линии задержки, блоки весовых коэффициентов,три сумматора и два перемножите;Е 1 .Однако генератор позволяет фор" 15мировать случайный процесс с законом распределения, близким к нормальному, но только при сравнительно большом числе формирующих каналов, что приводит к необоснованному 20усложнению устройства в том случае,когда не накладываются строгие требования по формированию спектральнойплотности и управлению ею в широкихпределах. 25Наиболее близким к изобретениюявляется генератор случайных потоков чисел, содержащий генератортактовых импульсов, выходами подключенный к датчику случайных чисел 30(,ДСЧ) Формирователю потока и к делителю частоты, счетчик, счетным вхо"дом подключенный к ДСЧ через Формиро"ватель потока, шиной считывания -к делителю частоты непосредственно,а шиной "Сброс"-через линию задержки, выходами - к выходу генераторачерез последовательно включенныецифро-аналоговнй преобразовательи интегратор 2 .Совокупность указанных элементов 40и связей позволяет получить нормальное распределение вероятностей,которое определяется распределениемпотока импульсов с выхода Формирователя потока. 45Однако обеспечение процесса с распределением вероятностей, близким кнормальному, сопровождается значительными искажениями спектральныхсвойств выходного процесса, котороепорождает большие неравномерностиспектральной плотности в рабочейобласти частот, приводящие к недостоверному контролю испытуемыхизделий.55Целью изобретения является повышение точности равномерности спектральной плотности в рабочей областичастот.Для достижения поставленной целив генератор случайного потока чисел, 60содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен свходом датчика случайных чисел, реверсивный счетчик, внходн которогоявляются выходом генератора, вве 2дены регистр сдвига, дешифратор, сумматор по модулю два, элемент ИЛЙ,элемент И, выход которого соединенсо счетным входом реверсивного счетчика, установочный вход которогообъединен с первым входом элементаИЛИ и подключен к выходу дешифратора, вход первого разряда которогообъединен с управляющим входом реверсивного счетчика, с первым входомсумматора по модулю два, с информационным входом регистра сдвига иподключен к выходу датчика случайных чисел, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И и с входом "Сдвиг"регистра сдвига, выход последнегоразряда которого соединен с вторымвходом сумматора по модулю два выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которогосоединен с вторым входом элемента И,выходы всех разрядов, кроме последнего, регистра сдвига соединены свходами всех разрядов, кроме первого,дешифратора, информационный вход ре-,версивного счетчика является информационным входом генератора,На фиг. 1 приведена блок-сХемагенераторами на фиг, 2 - кривая формируемого распределениями на Фиг. 3и 4 - графики функций автокорреляции.устройство содержит генератор 1тактовых импульсов ГТИ), датчик 2случайных чисел, регистр 3 сдвига,счетный вход 4 реверсивного счетчика 5, элемент б И, дешифратор 7,сумматор 8 по модулю два, управляющий вход 9 реверсивного счетчика 5, а также его установочныевходы 10 и 11, элемент 12 ИЛИ.Генератор работает следующимобразом.Датчик 2 случайных чисел. генерирует двоичную последовательностьнезависимых одноразрядных чисел"),принимающих .значение "нуль"и "единица" с вероятностью, близкой к 0,5. Эта последовательностьпод действием импульсов с выходагенератора 1 тактовых импульсовзаписывается синхронно в регистр 3,сдвига, при этом на К-выходахрегистра 3 формируются последова-,тельностиИэ таблицы и фиг. 2, видно, чтоуже при К=8 распределение вероятностей мало отличается от нормального,Таким образом, предлагаемый генератор, основанный на принципе увеличенйя, уменьшения или сохранениясуммы весов единиц и нулей К-разрядного двоичного числа на времен-,ном интервале, равном ширине, главного лепестка функции автдкорреляциипроцесса с выхода дСЧ, и его схемо-.техническая реализация позволяет.получить новый процесс с распределением чисел, близким к нормальному,с числом уровней квантования, равным К+1, центрированным в нуле и сфункцией автокорреляции по форме,соответствующей форме исходного процесса с точностью до масштабногокоэффициента К по осям абсцис; и ордонат.Использование предлагаемого ге"нератора вместо генератора с источником шума 2 Г 401, являюшегося базовым объектом, позволяет гарантировать все статические характеристикимоделируемого процесса, что избавляет оператора от необходимости 10 непрерывно поддерживать постояннымуровень спектральной плотности, атакже отпадает необходимость применения внешних измерителей, что делает. аппаратуру высокотехнологичной.15Ожидаемый экономический эффектот использования генератора составит.ориентировочно 5 тыс.руб в год.Составитель А,КарасРедактор О.Юрковецкая Техред И,Тепер3 8 О Корректор А.Эимок 873/47 Тираж 7 ВНИИПИ Государствен ао делам изобрете 113035, Москва, Ж, б Подписного комитета СССРий и открытийРауиская наб., д. 4/ а илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,