Генератор случайного потока импульсов

(19) (11) (51)5 Н 03 КЗ ЗОБ РЕТ ОПИС СС 988 ГЕНЕРАТОР СЛУЛЪ СОВзобретение отке. Цель изобрциональных возния класса фор АЙНОГО ПОТОКА(57) Итехнифункшире ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельстМ 1552362, кл. Н 03 К 3/84 носится к импульсной етения - расширение можностей путем расмируемых потоков имИзобретение относится к импульснойтехнике и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. М 1552362.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем расширения класса формируемых потоковимпульсов за счет нечеткого задания условных вероятностей генерации импульсов.На фиг.1 представлена структурнаяэлектрическая схема генератора случайногопотока импульсов;на фиг.2 - структурнаяэлектрическая схема примера реализацииформирователя кодов,Генератор случайного потока импульсов (фиг.1) содержит последовательно соединенные первый датчик 1 случайных чисел,первый цифроаналоговый преобразователь2, первый блок 3 сравнения и первый формирователь 4 импульсов, первый датчик 5э ксп анен циал ьно го нап ряжения, последовательно соединенйые второй датчик 6 случайных чисел, второй цифроаналоговыйпреобразователь 7, второй блок 8 сравнения и второй формирователь 9 импульсов,пульсов за счет нечеткого зада вероятностей генерации им достигается введением в изве ство датчика случайных чисел рователей условных вероятн элементов задержки. Устройс держит датчики случайных ч аналоговые преобразова сравнения, датчики экспонен пряжения, формирователи им мирователь кодов, элемен триггеры, элементы И, элемен ден пример выполнения форм дов. 2 ил. ния условных пульсов. Цель стное устрой- блока формиостей и блока тво также соисел, цифротели, блоки циального напульсов, форт задержки, т ИЛИ. Привеирователя ковторой датчик 10 экспоненциального напряжения, последовательно соединенные четвертый датчик 11 случайных чисел, третий цифроаналоговый преобразователь 12, четвертый блок 13 сравнения и третий формирователь 14 импульсов, третий датчик 15 экспоненциального напряжения, - первый элемент И 16, второй элемент И 17, первый вход которого соединен с,третьим входом третьего элемента И 18, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ 19 и с первым входом формирователя 20 кодов, третий датчик 21 случайных чисел, выходы которого соединены с первой группой входов третьего блока 22 сравнения и с второго группой входов пятого блока 23 сравнения, элемент 24 задержки, выход которого соединен с первым входом первого 0-триггера 25 и с вторым входом второго О-триггера 26, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом второго элемента И 17 и с вторым входом третьего элемента И 18. Выход второго элемента И 17 соединен с вторым вхо50 дом элемента ИЛИ 19 и с вторым входом формирователя 20 кодов, третий вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 19 и с выходом первого элемента И 16, второй и первый входы которого соединены соответственно с выходом первого формирователя 4 импульсов и с первым выходом первого О-триггера 25, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 22 сравнения, вторая группа входов которого соединена с второй группой выходов формирователя 20 кодов, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов пятого блока 23 сравнения, выход которого соединен с первым входом второго О-триггера 26. Второй выход первого О- триггера 25 соединен с третьим входом третьего элемента И 18, первый вход которого соединен с выходом третьего формирователя 14 импульсов. Выходы первого, второго и третьего датчиков 5, 10 и 15 экспоненциального напряжения соединены с вторыми входами соответственно первого, второго и четвертого блоков 3, 8 и 14 сравнения, Выход второго формирователя 9 импульсов соединен с вторым входом второго элемента И 17. Выход элемента ИЛИ 19 соединен с входами датчиков 1, 6, 21 и 11 случайных чисел, датчиков 5, 10 и 15 экспоненциального напряжения и с входом элемента 24 задержки,Кроме того, генератор содержит пятый датчик 27 случайных чисел, вход опроса которого соединен с выходом элемента ИЛИ 19, блок 28 формирователей 28-1,28 - 6 условных вероятностей, вход которого соединен с выходом пятого датчика 27 случайных чисел, а выходы соединены с дополнительными входами формирователя 20 кодов, а также блок 29 элементов задержки 29 - 129 - 6, вход которого соединен с выходом пятого датчика 27 случайных чисел, а выходы - с входами блока 28,Формирователь 20 кодов (фиг.2) содержит блоки 30 - 35 элементов И, первый и второй блоки 36, 37 элементов ИЛИ, выходы которого являются первой группой выходов формирователя 20 кодов, второй группой выходов которого являются выходы второго блока 37 элементов ИЛИ, первая, вторая и третья группы входов блока 36 соединены соответственно с выходами первого, третьего и пятого блоков 30 и 32 и 34 элементов И, входы синхронизации которых являются соответственно третьим, вторым и первым выходами формирователя 20 кодов и соединены с входами синхронизации соответственно второго, четвертого и шестого блоков 31, 33 и 35 элементов И, выходы которых соединены соответственно с первой, второй55 где а, с - параметры положения и размаха функции принадлежности.Формирователи 28 - 128 - 6 программируются следующим образом.Датчик 27 случайных чисел вырабатывает возможные значения случайных чисел с равномерным распределением по каждому импульсупоступающему на его вход опроса с выхода элемента ИЛИ 19. Элементы заи третьей группами входов второго блока 37элементов ИЛИ. На группах входов всехблоков 30-35 элементов И устанавливаютсянеобходимые коды,5 Датчик 27 и элементы задержки 29129 - 6 выполнены в виде регистров сдвига.Формирователи 28-128-6 выполненыв виде ПЗУ, работающих в режиме считывания,10 Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.На выходах формирователей 28-1286 формируются коды взаимных условных вероятностей генерации очередного импульса15 потока, принадлежащего основному, первому или второму вспомогательному (модилирующему основной) потокам при различныхусловиях: предыдущий импульс генераторапринадлежал основному потоку, предыду 20 щий импульс принадлежал первому вспомогательному потоку, предыдущий импульсгенератора принадлежал второму вспомогательному потоку. Если обозначить события О, 1 в, 2 в, как появление импульса25 основного, первого вспомогательного и второго вспомогательного потоков, то указанные выше условные вероятности можнопредставить в виде: Р(0/О), Р (О/1 в), Р(0/2 в),Р(1 в/О), Р(1 в/1 в), Р(1 в/2 в), Р(2 в/О), Р(2 в/1 в),30 Р(2 в/2 в),Тогда на выходах формирователей 28 - 128-6 должны быть сформированы следующие соответствующие вероятности;Р 1=0 (О/О), Р 2 = Р(0/О) + Р (1 в/О),35 Рз = Р (О/1 в), Р 4 = Р (О/1 в) + Р (1 в/1 в),РБ = Р (О/2 в), Рб = Р (О/2 в) + Р (1 в/2 в),котооые зададим в виде нечетких множествР =(Р, МР(Ргде Р - возможное значение соответствую 40 щей условной вероятности;МР(Р) - функция принадлежности, характеризующая степень принадлежности Рнечеткому множеству РьЦелесообразно задавать,ир, (Р) в виде45 функции принадлежности типа примерногоравенства линейного видадержки 29 - 129 - 6 выполнены в виде регистров и рассчитаны на несколько(желательно различное) чисел. Этим самымобеспечивается некоррелированность двухслучайных чисел, поступающих на входыкаждого из формирователей 28-128 - 6,По каждой паре случайных чисел г 1 и гькоторые образуют адресный сигнал, на выходе соответствующего формирователя 281,28 - 6 формируется нечеткое значениевероятности Р 1 Рб, которое определяетсяследующим образом;- из равенстваг = рр(Р),при использовании (1) определяется двазначения Рь равные Р и РДалее в интервале (Р, Р) разыгрывается точка, которая и выбирается в качестве текущегозначения соответствующей условной вероятностиР = Р + г(Р -Р ).Расчеты по формулам (2) и (3) производятся заранее для всех возможностейзначений гь гь что позволяет запрограммировать формирователи 28 - 128 - 6 заранее.С учетом этого формирование случайного потока импульсов производится следующим образом.Датчики 1, 6 и 11 случайных чисел приподаче на их вход(опроса) импульса с выходаэлемента ИЛИ 19 вырабатывают независимые равномерно распределенные случайные числа,На выходах цифроаналоговых преобразователей 2, 7, 12 формируются аналоговыесигналы, амплитуды которых пропорциональны сформированным случайным числам, Синхронно с датчиками 1, 6 и 11случайных чисел включаются датчики 5, 10и 15 экспоненциального напряжения, амплитуды выходных сигналов которых возрастаютпо экспоненциальным законам. Выбор экспоненциальных законов определяется в соответствии с требуемыми параметрамиформируемого устройства случайного потока импульсов. При этом датчик 5 экспоненциального напряжения вырабатываетнапряжение, отвечающее параметрам распределения основного (пуассоновского)потока импульсов, Датчики 10 и 15 экспон ен циальн ого напряжения вырабатываютнапряжения, которые используются для выработки пуассоновских потоков импульсов,изменяющих (модулирующих) закон распределения основного потока импульсов,Сигналы с выхода датчиков 5, 10 и 15 экспоненциального напряжения, а также с цифроаналоговых преобразователей 2, 7 и 12 поступают на блоки 3, 8 и 13 сравнения соответственно.В моменты равенства напряжений, поступающих на первые и вторые входы на званных блоков сравнения, каждый из этихблоков вырабатывает сигнал, поступающий затем соответственно на формирователи 4, 9 и 14 импульсов.П рохождение импульса, выработанного 10 формирователем 4, 9 или 14 импульсов, навыход устройства организуется в соответствии с требуемым законом смешения (модуляции) основного и моделирующих основной пуассоновских потоков импульсов.15 Реализация требуемого закона смешения (модуляции) производится следующим образом.Очередным выходным импульсом устройства запускается датчик 21 случайных 20 чисел, с выхода которого двоичное равномерно распределенное число а поступает на группы входов блоков 22 и 23 сравнения.На другие группы входов блоков 22 и 23 сравнения с выходов формирователя 20 ко дов поступает одна из пар кодов вероятностей Р(0/О), Р(0/О), + Р (1 в/О), Р(0/1 в), Р(0/1 в), + Р(1 в/1 в) или Р(0/2 в), Р(0/2 в) + Р(1 в/2 в), Блок 22 сравнения вырабатывает сигнал, если величина а меньше первого 30 элемента кода сформированной на выходеформирователя 20 кодов пары вероятностей. Блок 23 сравнения вырабатывает сигнал при условии, что величина а меньше величины второго элемента кода пары веро ятностей, Сформированные блоками 22 и 23сравнения сигналы подаются на Р-входы Р-триггеров 25 и 26, обеспечивая установление их в соответствующие состояния, которые управляют открытием и закрытием 40 элементов И 16,18 для сигналов, поступающих на них с формирователей 4, 3 и 14 импульсов, Синхронизация работы Р-триггеров 25 и 26 организуется при помощи подачи на их входы синхронизации задержанных эле ментом 24 задержки стробирующих импульсов выходного потока устройства.На выход устройства через элементИЛИ 19 поступает сигнал с того формирователя 4, 3 или 14 импульсов, которому соот ветствует открытый элемент И 16, 17 или 18,Одновременно с поступлением сигнала с выхода одного из элементов И 16 - 18 через элемент ИЛИ 19 на выход устройства этот сигнал поступает также на один из входов 55 формирователя 20 кодов, что и обуславливает формирование на выходах формирователя 20 кодов соответствующей пары вероятностей, определяющей долю смещения основного и вспомогательных потоков,Выбор указанной пары вероятностей производится путем открытия (входным сигналом на одном из входов формирователя 20 кодов) блоков 30, 31, 32 и 33 или 34 и 35 элементов И и передачей соответствующих кодов, установленных на группах входов последних, через блоки 36 и 37 элементов ИЛИ на группы выходов формирователя 20 кодов,Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку расширяется класс формируемых потоков импульсов за счет нечеткого задания условных вероятностей,При ц = 0 генератор формирует поток основного устройства. Формула изобретения Генератор случайного потока импульсов по авт, св, М 1552362, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функцио нальных возможностей, в него дополнительно введены последовательно соединенные пятый датчик случайных чисел, вход опроса которого соединен с выходом элемента ИЛИ, и блок формирователей условных ве роятностей, выходы которого соединены сдополнительными входами формирователя кодов, а также блок элементов задержки, информационный вход которого соединен с выходом пятого датчика случай ных чисел, выходы подключены к вторымвходам блока формирователей условных вероятностей, а управляющий вход подключен к выходу элемента ИЛИ./ / с Заказ 3388 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, РПодпис тениям и отк ская наб 4/ етиям при ГКНТ СССР