Генератор случайного процесса

(7 1) Институт технической кибернетики АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 1196861, кл. С 06 Р 7/58, 1985.Авторское свидетельство СССРВ 968811) кл. С 06 Р 7/58, 1980.Золотойгонии(54) ГЕНЕРАТОР СЛУ (57) Изобретение о ной технике. Цель щирение функционал ЧАЙНОГО ПРОЦЕССАтносится к импульсизобретения - расьных возможностей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ М ДВтоРСК 0 МУ С за счет формирования стационарногослучайного процесса с заданной автокорреляционной функцией. - достигается путем введения в устройство мультиплексоров 16 и 4, арифметическогоблока 5, счетчиков 11 и 20 импульсов,тригггера 12, сумматора 17, элемента И 21, группы 18 сумматоров по модулю два, шин 1, 7, 8, и 9, одновибратора 22 и образования новыхфункциональных связей. Устройствосодержит также блок 3 быстрого преобразования Уолша, датчик 6 случайных чисел, счетчик 10 импульсов,сумматор 13, блок 14 синхронизации,блок 15 памяти, мультиплексор 2,группу 19 элементов И, 2 з.п. ф-лы,3 1506525Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительной технике.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства эа счет формирования стационарного случайного процесса с заданной автокорреляционной функцией.На фиг.1 представлена структурная О электрическая схема генератора случайного процесса; на фиг,2 - схема блока синхронизации. которой соединены с выходами счетчика 10 импульсов, вход синхронизации которого соединен с шиной 1"Такт" и с третьим входом блока 14синхронизации, второй выход которого соединен с входом установки триггера 12, с входом установки счетчика 20 импульсов, с входом установкисчетчика 10 импульсов и с входомустановки счетчика 11 импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И 21 и с пятым входомблока 14 синхронизации, третий выходкоторого соединен с входом синхронизации блока 3 быстрого преобразования Уолша и с входом синхронизацииарифметического блока 5, группа выходов которого соединена с второйгруппой входов первого мультиплексора 2, первая группа входов которогосоединена с выходами первого сумматора 13, входы которого соединены свыходами третьего мультиплексора 16,вторая группа входов которого соединена с информационными входами блока 15 памяти и с первой информационной шиной 7, Вторая информационнаяшина 8 соединена с второй группойвходов второго мультиплексора 4, входуправления которого соединен с шиной 9 управления и с первым входомблока 14 синхронизации, четвертыйвыход которого соединен с входомуправления мультиплексора 2.Лрифметический блок 5 (фиг.1) содержит последовательно соединенныемультиплексор 23, сумматор 24, блок25 вычисления радикала, блок 26умножения, выходы которого являютсягруппой выходов арифметического блока 5, первый информационный вход которого соединен с входом мультиплексора 23 и с вторым входом сумматора24, Второй информационный вход ивход синхронизации арифметическогоблока 5 соединены соответственно свторым входом блока 26 умножения ис входом синхронизации блока 25 вычисления радикала,Блок 14 синхронизации (фиг.2)содержит элемент ИЛИ 27, элементНЕ 28, выход которого соединен с вторым входом элемента И 29, выход которого соединен с первым входом муль"типлексора 30, последовательно сое"диненные одновибраторы 31 и 32, Третий вход блока 14 синхронизации соединен с входом элемента НЕ 28 и с5 15065 вторым входом мультиплексора 30, выход которого является третьим выходом блока 14 синхронизации и соединен с вторым входом одновибратора 32, выход которого является первым вы" ходом блока 14 синхронизации, четвертый выход которого соединен с тре" тьим входом мультиплексора 30 и с выходом элемента ИЛИ 27, первый и второй входы которого являются соответственно первым и пятым входами блока 14 синхронизации, четвертый вход которого соединен с входом одновибратора 31, выход которого явля ется вторым выходом блока 14 синхронизации, второй вход которого соединен с первым входом элемента И 29,Устройство работает следующит образом. 20 35 В начальный момент времени сигналом Кеве 1", поступающим на вход блока 14 синхронизации, устанавливаются в нуль счетчики 10, 11, 20 25 импульсов, триггер 12, накапливающий сумматор 13. При этом блок 15 памяти переводится в режим записи, на выходах группы 19 элементов И устанавливается уровень логического 30 нуля, мультиплексор 16 подключает вход накапливающего сумматора 13 к первой информационной шине 7, а на рторую группу входов сумматора 17 подается уровень логического нуля с выходов группы 19 элементов И, Поскольку в счетчике 11 импульсов записан нулевой код, то на выходах группы 18 сумматоров по модулю два формируются коды, соответствующие 4 О содержимому счетчика 10 импульсов, которые поступят через сумматор 17 на адресные входы блока 15 памяти, в который последовательно с первой информационной шины 7 по тактовым 45 импульсам запишутся ординаты функции К. Эти же ординаты параллельно поступают в накапливающий сумматор 13, где по И-му такту будет сформирован первый отсчет функции 50 Ку; при этом на выходе переноса счетчика 1 О импульсов формируется сигнал, который через мультиплексор 30 блока 14 синхронизации стробирует блок 3 быстрого преобразования Уолша и запускает одновибратор 32 в блоке 14 синхронизации. По импульсу, формируемому на первом выходе блока 14 синхронизации накапливающий сумматор 25 613 обнуляется. Перепадом из в "0" сигнала переноса счетчика 10 импульсов триггер 12 установится в единичное состояние ("1"). При этом блок .15 памяти переводится в режим чтения, мультиплексор 16 подключает выходы блока 15 памяти к входам накапливающего сумматора 13, выходы счетчика 10 импульсов через группу 19 элементов И подключаются к второй группе входов сумматора 17, со" держитое счетчика 11 импульсов увеличивается на 1. На выходах сумматора 17 по тактам формируются адресаИ Япд-ш, в соответствии с которыми из блока 15 памяти выбираются ординаты функции К(С) и накапливаются в сумматоре 13, старшие (-и) раз рядов которого поступают через мультиплексор 2 в блок 3 быстрого преобразования Уолша. Через М тактов в сумматоре 13 формируется вторая орди 1ната К(1) и т.д. Все Х ординат функции К(г.) сформированы через И тактов, при этом (и+1)-й разряд счетчика 11 импульсов установится в единичное состояние, которое поступит на управляющий пятый вход блока 14 синхронизации. При этом его мультиплексор 30 подключает (тактовый) третий вход блока 14 синхронизации к его третьему выходу, с которого выдаются импульсы синхронизации в блок 3 быстрого преобразования Уолша и в арифметический блок 5 по каждому тактовому импульсу. При этом тактовые мипульсы через элемент И 21 поступают на тактовый вход счетчика 20 импульсов, имеющего коэффициент пересчета 2 И 1 оИ. По первым И 1 о М тактам в блоке 3 быстрого преобразования Уолша формируются И отсчетов спектразаданного случайного процесса, которые последовательно поступают через мультиплексор 4 и мультиплексор 23 арифметического блока 5 в его сумматор 24, Поскольку мультиплексор 23 реализует сдвиг (монтажный, например) исходного кода на один разряд в сторону старших разрядов, то на выходе сумматора 24 реализуется выражение 3 И, из которого в блоке 25 вычисления радикала имеем И=Е. На выходе блока 26 умножения формируется выражениегде- случайные числа, равномерно распределенные в интервале -1, 11. Полученные отсчеты посту 1506525лают вновь в блок 3 быстрого преобразования Уолша через мультиплексор 2, поскольку высоким потенциалом с четвертого выхода блока 14 синхронизации выход его блока 26 умножения подключается к входу блока 3 быстрого преобразования Уолша, где в последующие И 1 оя Х тактов формируются И отсчетов искомого случайно О го процесса, поступающего на выход устройства. После формирования последнего отсчета процесса х на выходе счетчика 20 импульсов формируется сигнал, запускающий одновибратор 15 31, на выходе которого формируется импульс, устанавливающий в исходное нулевое состояние счетчики 10, 11, 20 импульсов, триггер 12 и накапливающий сумматор 13. Тем самым устрой ство вновь готово к работе.Режим формирования двоично-нестационарного случайного процесса с заданными спектральными характеристиками задается единичным сигналом на шине 9 управления. На второй вход мультиплексора 4 синхронно с тактами подаются отсчеты задаваемого спектра И, поступающие в арифметический блок 5, где происходит вычис- ЗО ление соотношения 3 И, над которым далее произвоДится быстрое преобразование Уолша. Тем самым на выходе блока 3 быстрого преобразования Уолша формируется двоично-нестацио нарный случайный процесс с заданными спектральными характеристиками.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет формировать двоично-нестационарный случайный про цесс с заданными спектральными характеристиками, а также процесс, наилучшим образом аппроксимирующий стационорный случайный процесс с заданной автокорреляционной функцией. 45формула изобретения1.Генератор случайного процесса, содержащий последовательно соединенные первый мультиплексор и блок быстрого преобразования Уолша, датчик случайных чисел, первый счетчик импульсов, выходы которого соединены с группой ВХОДОВ группы элементоВ И, блОк памяти, первый сумматор, вход установки которого соединен с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с входом установки первого счетчика импульсов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей за счет формирования стационарного случайного процесса с заданной автокорреляционной функцией,в него введены второй и третий мультиплексоры, арифметический блок, второй и третий счетчики импульсов,триггер, второй сумматор, элемент И,группа сумматоров по модулю два, первая и вторая информационные шины, шина "Такт", шина управления и одновибратор, выход которого соединен с входом синхронизации блока памяти, выходы которого соединены с первой группой входов третьего мультиплексора,выходы которого соединены с соответствующими входами первого сумматора,выходы которого соединены с первойгруппой входов первого мультиплексора, вторая группа входов которогосоединена с группой выходов арифметического блока, первый информационный вход которого соединен с выходом второго мультиплексора, перваягруппа входов которого соединена ссоответствующими выходами блокабыстрого преобразования Уолша, входсинхронизации которого соединен свходом синхронизации арифметическогоблока и с третьим выходом блокасинхронизации, первый вход которогосоединен с шиной управления и с входом управления второго мультиплексора, вторая группа входов которогосоединена с второй информационнойшиной, первая информационная шинасоединена с соответствующими информационными входами блока памяти и сВторой группой входов третьего мультиплексора, вход управления которогосоединен с входом управления блокапамяти, с входом группы элементовИ и с выходом триггера, вход установки которого соединен с Входом установки третьего счетчика импульсов, свторым выходом блока синхронизациии с входом установки второго счетчи 1ка импульсов, вход синхронизации которого соединен с входом синхронизации триггера, с вторым входом блока синхронизации и с выходом переполнения первого счетчика импульсов,вход синхронизации которого соединен с третьим входом блока синхронизации, с входом синхронизации перво"го сумматора, с входом одновибратоставитель Ю,Бурмистровхред М.Ходанич Корректо ончакова едактор С,Патрушеакаэ 5445/54 Подпи Тираж 88 НТ СССР ИИПИ Государственног 113035изобретениям и открытиям5, Раушская наб., д. 4/5 омитетаосква, Ж зводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 9150 ра, с шиной Такт" и с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации третьего счетчика импульсов, выход которого соединен с четвертым входом блока синхронизации, пятый вход которого соединен с вторым входом элемента И и с выходом второго счетчика импульсов, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы, выходы сумматоров по модулю два которой соединены с первой группой входов второго сумматора, выходы которого соединены с соответствующими адресными входами блока памяти, вторая группа входов второго сумматора соединена с выходами соответствующих элементов И группы, первая группа входов которой соединена с вторыми входами соответствующих сумматоров по модулю два группы, четвертый выход блока синхронизации соединен с входом управления первого муль - типлексора, выход датчика случайных чисел соединен с вторым информационным входом арифметического блока.2. Генератор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что арифметический блок содержит последовательно соединенные мультиплексор, сумматор, блок вычисления радикала и блок умножения, выходы которого являютсягруппой выходов арифметического бло 6 г 5 10ка, первый информационный вход которого соединен с входом мультиплексора и с вторым входом сумматора, втоРой вход блока умножения являетсявторым информационным входом арифметического блока, вход синхронизациикоторого соединен с входом синхрони"зации блока вычисления радикала.10 3. Генератор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок синхронизации содержит последовательносоединенные элемент ИЛИ и мультиплексор, элемент НЕ, элемент И, последо 15 вательно соединенные первый и второйодновибраторы, выходы которых являются соответственно вторым и первымвыходами блока синхронизации, первыйи пятый входы которого соединенысоответственно с первым и вторым вхо 1 дами элемента ИЛИ, выход которогоявляется четвертым выходом блокасинхронизации, четвертый вход которого соединен с входом первого одновиб-,ратора, третий выход блока синхронизации соединен с вторым входом второго одновибратора и с выходом мультиплексора, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый30 вход которого является вторым входомблока синхронизации, третий вход которого соединен с вторым входом муль"типлексора и с входом элемента НЕ,выход которого соединен с вторым вхо 35 дом элемента И,