Генератор случайных сигналов

СЗЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) (11 БРЕТЬСТВУ ИОАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ТОРСНОМУСВИДЕТ(71) Куйбышевский ордена. Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 524174, кл. Н 03 В 29/00, 19742. Черкасова В.В. Генератор случайных сигналов с изменяемым законом распределения мгновенных значений напряжения. Полупроводниковая .электроника в технике связи. Вып. 19. М Связь, 1978, с. 146, рис.2 (про. тотип) .(54)(57) 1ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные датчик равномерно рас" пределенных случайных чиселдешифратор, блок элементов И, блок элементов ИЛИ и блок формирователей импульсов, а также выходной сумматор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и ускорения перестройки закона распределения мгно-.венных значений амплитуд Формируемых случайных сигналов, в него введенй блок управления, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и регистр сдвига, последовательно соединенные источник опорных на-. пряжений, первый переключатель и преобразователь кода в напряжение, а также первый и второй интеграторы, второй, третий и четвертый переклю,чатели, причем дополнительные выходы блока элементов ИЛИ подключены к управляющим входам преобразователя кода э напряжение и первого переключателя и через второй переключатель к управляющим входам первого и вто" рого интеграторов, выходы которых через третий переключатель подключены к первому входу выходного сумма" тора, второй вход. которого подключен к выходу преобразователя кода в напряжение, разрядные входы регистра сдвига подключены,к выходам блока Формирователей импульсов, а выход регистра сдвига подключен к тактовому входу датчика равномерно распределенных случайных чисел, к управ- щ ляквцим входам второго и третьего переключателей и через четвертый переключатель К входам сброса первого и второго интеграторов, сигналь- ( ные входы которых подключены к дру-. гому выходу источника опорных напря- Я ,жений, авыходы блока управленияподключены к управляющим вхрдам блока элементов И и к установочным входам регистра сдвига, второго, третьего и четвертого переключателей.2. Генератор по п. 1, о т л и- . ч а ю щ и й с я тем, что блок элементов И содержит управляющие ячейки, каждая из которых состоит из па- Д;ф ,раллельно включенных двухвходовых ,логических элементов И, первые вхо- ффффф ды которых являются сигнальнйми входами блока элементов И, а вторые входы объединены и являются управлякЮими входами блока элементов И. фрИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах статистического моделирования.Известен генератор случайных сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов, дешифратор, фазовращатель,два датчика псевдослучайных сигналов,чатели, причем дополнительные выходыблока элементов ИЛИ подключены куправляющим входам преобразователякода в напряжение о первого переключателя и через второй переключатель 6 О к управляющим входам первого и второ"го интеграторов, выходы которых че блок сравнения и блок вычисленияразности 1,Недостаток данного генератора слу чайных сигналов - отсутствие перестройки закона распределения мгновенных значений амплитуд формируемыхслучайных сигналов.Наиболее близким к предлагаемому 15является генератор случайных сигналов, содержащий. последовательносоединенные датчик равномерно распределенных случайных чисел, дешифратор, блок элементов И, блок элементов ИЛИ и блок формирователей импульсов, а также выходной сумматор 23.К недостаткам известного генератора случайных сигналов относитсятрудность переналадки на генерирование сигнаЛов, имеющих другие законы распределения мгновенных значенийамплитуд, так как она требует замены.или ручной перестройки формирователей ющульсов, что обусловливаетнизкую скорость смены закона распре- ЗОделения мгновенных значений амплитудформируемых случайных сигналов. Кроме того, число генерируемых случайных сигналов определяется количеством формирователей импульсов, равным 35удвоенному числу интервалов разбие"ния функции, обратной функции распределения, что требует больших за-трат оборудования.Цель изобретения - упрощение и 4 Оускорение перестройки закона распределения мгновенных значений амплитудФормируемых случайных сигналов.Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор случайных сигна лов, содержащий последовательно соединенные датчик равномерно распреде"ленных случайных чисел, дешифратор,блок элементов И, блок элементовИЛИ и блок Формирователей импульсов,а также выходной сумматор, введеныблок управления, последовательносоединенные генератор тактовых им"пульсов и регистр сдвига, послецовательно соединенные источник опорныхнапряжений, первый переключатель и 55преобразователь кода в напряжение,а также первый и второй интеграторы,второй, третий и четвертый переклюрез третий переключатель подключены к первому входу выходного сумматора, второй вход которого подключен к выходу преобразователя кода в напряжение, разрядные входы регистра сдвига подключены к выходам блока Формирователей импульсов, а выход регистра сдвига подключен к тактовому входу датчика равномерно распределенных случайных чисел, к управляющим входам второго и третьего переключателей и через четвертый переключатель к входам сброса первого и второго интеграторов, сигнальные входы которых подключены к другому выходу источника опорных напряжейий, а выходы блока управления подключены к управляющим входам блока элементов И и к установочным входам регистра сдвига, второго, третьего и четвертогопереключателей.Блок элементов И содержит управляющие ячейки, каждая из которых состоит из параллельно включенных двухвходовых логических элементов И, первые входы которых являются сигнальными входами блока элементов И, а вторые входы объединены и являют" ся управляющими входами блока элементов И.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого генератора случайных сигналов; на фиг.2 -диаграммы, поясняющие его работу.Генератор случайных сигналов содержит дешифратор 1, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, блок 3 элементов И, блок 4 элементов ИЛИ, преобразоэатель 5 кода в напряжение (ПВН), первый и второй переключатели б и 7, первый и второй интеграторы 8 и 9, блок 10 формирователей импульсов, регистр 11 сдвига, генератор 12 тактовых импульсов, третий и четвертый переключатели 13 и 14, источник 15 опорных напряжений, выходной сумматор 16 и блок:17 управления. Блок 3 элементов И состоит из управляющих ячеек 18. Генератор случайных сигналов работает следующим образомВ исходном состоянии управляющие ячейки 18 выключены, по сигналу Сброс с блока 17 управления регистр 11 сдвига устанавливается в нулевое состояние, четвертый иереключатель 14 соединяет выход регистра 11 сдвига с входом сброса второго интегратора 9, третий переключатель 13 - вход выходного суююатора 16 с выходом второго интегратора 9, а второй переключатель 7 - выходы блока 4 элементов ИЛИ, подключенные к нему, с управляющими входами второго интегратора 9 у на выходе полного дешифратора 1 возбуждена шина,соответствующая числу на выходах датчика 2 равномерно распределенных случайных чисел.При подаче команды с блока 17 уп" равлення на включение соответствую" щей управляющей ячейки 18 происхо- . 5 дит настройка генератора случайных сигналов на формирование случайного сигнала с требуемым законом распределения и одновременный пуск его; С блока 4 элементов ИЛИ, входы которых 10 подклюиены к возбуждейной выходной шине дешифратора 1, поступают коман-. ды на ПКН 5, через второй переключатель 7 на второй интегратор 9 и через блок 10 формирователей импуль" сов на регистр 11 сдвига. На ПКН 5 подается код, задающий значение на пряжения в начальном узле интервала аппроксимации функции, соответствующего возбужденной выходной шине дешифратора 1. Код, поступающий на уп- О. равляющие входы второго интегратора 9, задает постоянную времени, соответствующую крутизне функции .на этом участке аппроксимации. Напряжения с выходов ПКН 5 (фиг.2.) и второго Ийтегратора 9 (фиг. 2 г). складываются выходным сумматором 16 (фиг, 2 о), Логическая единица, записанная в соответствующий разряд регистра 11 сдвига импульсом, выделенным одним из,30 формирователей блока 10 формирователей. импульсов, начинает продвигаться на выход регистра 11 сдвига по тактовым импульсам генератора 12 такто". вых импульсов, Через промежуток вре+ 35 ,мени, равный длительности интервала аппроксимации, импульс с выхода регистра 11 сдвига поступает на датчик 2 равномерно распределенных случай- . ных чисел, на управляющие входы вто О рого и третьего переключателей 7 и ,13 и через:четвертый переключатель 14 на вход сброса второго интегра-, тора 9. Импульсом, поступившим на второй интегратор 9, производится 45 его обнуление, а четвертый переклю" чатель 14 устанавливается в положение, когда выход регистра 11 сдвига соединен с входом сброса первого интеГратора 8. По команде с регистра 11 сдвига третий переключатель 13 отключает вход выходного сумматора 16 от выхода второго интегратора 9 и подключает его к выходу первого интегратора 8 (фиг. 2), а второй переключатель 7 переключает выходы блока .4 элементов ИЛИ, .подключенные к нему, с управляющих входов. второго интегратора 9 на управляющие входы первого интегратора 8. В датчике 2 равномерно распределенных. случайных . чисел импульс производит смену выходного случайного числа. Новому состоянию выходов датчика 2 ставится в соответствие новое состояние выходов дешифратора 1. По командам сблока 4 элементов ИЛИ, подключенных к .возбужденной выходной шине дешифратора 1,производится перестройкаПКН 5, первого интегратора 8 и регистра 11 сдвига и начинается формирование следующего участка аппроксимации обратной. функции.Изменение полярности опорного напряжения, подаваемого на вход ПКН 5,. производится подачей команды на пер" вый переключатель б с дешифратора 1 через один из элементов блока 4 элементов ИЛИ.Перестройка генератора на формирование случайного процесса с иным законом распределения мгновенных . значений амплитуд осуществляется сменой койанды с блока управления на включение другой управляющей ячейки 18.Таким образом, формирование случайных сигналов с помощью предлагаемого генератора основано на методе нелинейного преобразования, обратного заданной функции распределения. Требуемая Функция распределения обеспечивается параметрами импульсов, которые .определяются в результате кусочно-линейной аппроксимации идискретизации.во времени Функции,обратной к заданной Функции распределения, построенной в координатахвремя - напряжение (фиг.2 О) . Эффективность изобретения заключается в упрощении и ускорении перестройки закона распределения мгйовенных значений амплитуд Формируемых случайных сигналов, что приводит к увеличению числа генерируемых случайных сигналов в 2,5 раза при использовании меньшего объема оборудования. Годовой экономический эф" Фект от использования 10 разработанных .генераторов случайных сигналов составит 3150 руб.Редактор А. Лежнин орректор И Д Тираж 862 По ВНИИПИ Росударстэенного комитета СС по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб., д