Устройство для формирования случайных временных интервалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 ц 960811(31 М. Кп. С 06 Р 7/58 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Минский радиотехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВИзобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для формирования случайныхвременных интервалов. 5По основному авт,св. Р 279167 известно устройство, содержащее генератор напряжения шума, .квантовательуровней, коммутатор, регистр сдвига,генератор тактовых импульсов, элементы И, элемент ИЛИ, выход которого.является выходом устройства и подключен к второму входу регистра сдвига, первый вход которого соединенс выходом генератора тактовых импульсов, а выходы подключены к вторымвходам элементов Й, первые входыкоторых соединены с соответствующимивыходами коммутатора, выходы элементов И соединены с входами элементаИЛИ, а входы коммутатора подключенык выходам квантователя уровней, входкоторого соединен с выходом генератора напряжения шума1,Однако в данном устройстве предъявляются жесткие требования к параметрам (в частности, к интенсивности)случайных импульсных потоков на выходах коммутатора. Так, известно,что требуемая интенсивностьпуассоновского случайного импульсного З 0 потокана к-м выходе коммутатора определяется из соотношенияк=- - ф - ,:- (1)1где к = 1,2п;Ь - интервал квантования интервал между импульсами на выходе тактового генератора);и - число интервалов квантованияфункции распределения;Р. - вероятность появления на выходе устройства импульсас 1-го выхода коммутатора(Р:Р(1-)Ь 1.кЧ 1 сд.)3,где Ч - интервал между импульсамнна выходе устройства,Из выражения (1) видно, что принеобходимости формирования случайныхимпульсных потоков с заданными законами распределения интенсивности) должны изменяться в широком диапазоне. Причем при этом должен сохраняться пуассоновский закон распределения интервалов между импульсами,что трудно практически обеспечить,Кроме того, в устройстве необходимообеспечивать возможность плавной ре15 тов И 5. По каждому импульсу, поступающему на первый вход регистра, егосодержимое сдвигается на один разряд вправо (в сторону увеличенияномера разряда), а в первый разрядвдвигается единица с третьего входа. 5Сброс (обнуление) регистра 4 осуществляется по каждому импульсу,поступающему на его второй вход,а также по импульсу, поступающемуна первый вход при условии, что Ов и-ом разряде регистра записанаединица.Элементы И 5 представляют собойуправляемые вероятностные элементы,обеспечивающие передачу на своивыходы случайных импульсов, поступающих на первые входы соответствующих выходов коммутатора 3 при разрешающих уровнях логической единицы)потенциалах на первых входах. Элемент ИЛИ 6 обеспечивает передачуна выход устройства импульсов, поступающих на любой из его входов.Генератор 7 предназначен для форми- .рования на своем выходе регулярных 25импульсов с заданным (программноперестраиваемым) интервалом Ь(фиг.3)между импульсами,Генератор 7 может включать (фиг.2)кварцевый генератор 8, регистр 9 30кода масштаба, счетчик 10 накапливающего типа, схему 11 сравнения,элемент ИЛИ 12.Перед началом работы в регистр9 кода масштаба заносится двоичный З 5д К,пропорциональный длительности интервала Ь между импульсами.функционирование тактового генератора заключается в следующем.По каждому импульсу, поступающему с выхода кварцевого генератора 8Гинтервал между этими импульсамификсирован и равен Т ), счетчик 10увеличивает свое состояние на единицу. Сброс в нулевое состояние счетчи-ка 10 осуществляется по каждому импульсу, поступающему на его второйв.:од. Импульс кварцевого генератора8 проходит на выход тактового генеГатсра в том случае, когда коды счетчика 10 и регистра 9 равны. Этим 50же импульсом содержимое счетчика 10обнуляется и работа тактового генератор. повторяется. Следовательно, длительность интервала между импульсамина выходе тактового генератора определяется соотношением Ь=КТк .Сброс счетчика 10 происходит ипо каждому импульсу на входе тактового генератора, что позволяет засинхронизировать последний от выходных импульсов устройства,Устройство для Формирования случайных временных интервалов работаетследующим образом. Когда на выходеустройства псвияется импульс, кото рый устанавливает в нулевое состояние регистр 4 и внутренний счетчик 10 генератора 7, тогда к выходу устройства через элемент ИЛИ б подключают первый выход коммутатора 3. Если за время на выход устройства не поступает ни один импульс, генератор 7 формирует импульс, сдвигающий содержимое регистра 4 на один разряд. Причем в первый разряд регистра 4 заносится единица.Сейчас к выходу устройства подключены первый и второй выходы коммутатора 3, так как на второй вход первого элемента И с первого выхода регистра подается разрешающий уровень. Если за очередной интервал времени д 1 на выход устройства не проходит ни один импульс, то по следующему импульсу тактового генератора содержимое регистра сдвигается на один разряд вправо, т.е. логические единицы находятся в первом и втором разрядах регистра. В следующем такте к выходу устройства подключены уже три первых выхода коммутатора 3 и т.д. до тех пор, пока на выход не пройдет импульс или весь регистр 4 не заполнится единицами..Рассмотрим первую ситуацию. Допустим, что в первых разрядах регистра 4 записаны единицы. Следовательно, на выход устройства передаются импульсы с первых з.+1-ых выходов коммутатора 3. Появление первого же импульса на вЫходе устройства вызывает обнуление регистра 4 и сброс генератора 7.Если же весь регистр заполнился единицами и за время ь+ не проходит ,на выход устройства ни один импульс, то по следующему импульсу генератора 7 регистр 4 обнуляется. Далее указанная последовательность повторяется. Интенсивность импульсов на к-ом выходе коммутатора в изобретении рассчитывается по формулек к--х р -,г р;Р1:1 Из сравнения (1) и (3) видно, что в заявляемом варианте удается понизить требуемое значение интенсивности на величину1- Р;1=1 что позволяет существенно увеличить точность формирования последовательностей случайных импульсов. Кроме того, эа счет синхронизации работы генератора 7 импульсами на выходе устройства удается повысить воспроизведение .вероятности Р:рО(МИ)%попадания импульсов в первый интервал квантования, так как в,даннсм случае математическое ожидание интервалавремени А 1 ( фиг,З, равного временипребывания регистра 4.в нулевом состоянии при условии, что на выход устройства за это время не пройдет ниодин импульс с первого выхода коммутатора 3, равно дС. В то время,5как для известного устройства интервал ь 1 определяется из выражения (2)и практически равен (0,2-0,8) д 1.Еще одним достоинством устройстваявляется его более высокая устойчи-. Овость к сбоям в регистре 4, т.е. повышается достоверность функционирования устройства.Действительно, для устройства сбойпри сдвиге содержимого циклического 15регистра 4 не страшен, так как покаждому импульсу тактового генераторав первый разряд регистра заноситсяединица. Полное восстановление правильного функционирования устройства ропроисходит автоматически через и тактов тактового генератора,Таким образом, технико-экономическая эффективность предлагаемого управляемого вероятностного преобразовате- д 5ля по сравнению с известным заключается в повышении точности формированияслучайных импульсных процессов за счет снижения интенсивностей импульсов на выходах коммутатора и за счет синхронизации работы тактового генератора, что приводит к правильному воспроизведению вероятности попадания выходных импульсов устройства в первый интервал квантования, а также в повышении достоверности функциониро. вания устройства за счет повышения го устойчивости к сбоям в циклическом регистре. Формула изобретенияУстройство для формирования случайных временных интервалов по авт.св. 9 279167, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точности, выход элемента ИЛИ соединен с входом генератора тактовых импульсов, третий вход регистра сдвига является входом "Запись 1" устройстваГ (и+1)-й (и- число разрядов регистра сдвига) выход коммутатора соединен с (п+1) -ым входом элемента ИЛИ.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство ССС 1- Р 279167, кл. С 06 Г 1/02, 1969 (прототип) .960811 арасов Корректор В, Бутя сно иал дизайн6 АОКЮ 7 актор А. Шишк Заказ 7283/59 ВНИИПИ Го по дела 113035, М