Генератор потоков случайных событий

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОНИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Э.А.Баканович и А.И.Болковец (71) Минский радиотехнический институт(56) 1. Четвериков В.Н. и др. Вычислительная техника для статического моделирования. М., "Советское радио", 1978, с. 183.2, Авторское свидетельство СССР В 345487, кл. 6 06 Г 7/58, 1970.(54)(57) ГЕНЕРАТОР ПОТОКОВ СЛУЧАЙНЫХСОБЫТИЙ, содержащий генератор импульсов, датчик потоков случайных импульсов, последовательно соединенные первый дешифратор, коммутатор и блокэлементов ИЛИ, выход которого является выходом генератора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностейгенератора за счет формирования заданной автокорреляционной функции,он содержит два счетчика, которойцешнфратор, группу регистров памяти, группу схем сравнения, группумультиплексоров, группу элементов И,группу счетчиков, мультиплексор и регистр памяти, выход которого соединен с входом первого дешифратора,выход генератора импульсов соединенс счетным входом первого счетчика,выход переполнения которого соединеК с счетным входом второго счетчика и с синхронизирующиии входами второго дешифратора и регистра памяти, информационный выход первого счетчика соединен с первыми входавщ схем сравнения группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих регистров памяти группы, синхронизнрующие входы которых являются входом "Пуск" генератора, входом задания параметров процесса которого являются информационные входы регист ров памяти группы, выходы схем сравнения группы соединены с соответствуюЩими информационными входами каждогомультиплексора группы выходы которых соединены с первыми входами соот ветствующих элементов И группы, вторые входы которых подключены к выходу датчика потоков случайных импуль- Я сов, информационный выход второгоФв счетчика соединен с информационным входои второго депщфратора и с управаЮ цокщнми входаии мультиплексоров груц 3. 1ф пы и мультиплексора, информационные файф входы которого подключены к информа- Ю цнонным выходам соответствующих счетчиков группы, установочные входы которых подключены к соответствующим выходам второго деавфратора, выходы элементов И группы соединены с счетными входами соответствующих счетчиков группы. .Ь1 1124285Изобретение относится к областитехники и может быть использовано длямоделирования систем с учетом влияния взаимосвязанных случайных внешних факторов, при построении вычислительных и моделирующих устройств,а также при построении автоматизиро.ванных испытательных комплексов.Известен генератор потока корреляционно зависимых событий, содержащий 10датчик потоков случайных импульсов,линию задержки, триггер, генераторимпульсов и конъюнктор 1.Однако на выходе такого устройства формируется одноразрядное двоичное число 1 или 0), что затрудняетформирование с помощью этого устройства случайных процессов сложнойструктуры, кроме того, между коэффициентом корреляции и периодом следования сигналов от генератора импульсов достаточно сложная математическая зависимость.Наиболее близким к изобретениюявляется генератор потоков случайных событий, содержащий датчик пер-,вичных потоков случайных импульсов,кипп-реле, схему совпадения и последовательно соединенные счетчик импульсов, дешифратор, коммутирующее З 0устройство и блок схем ИЛИ, причем двыход датчика первичных потоковслучайных импульсов подключен к им- дпульсному входу схемы совпадения, Кпотенциальный вход которой соединен фс выходом кипп-реле, а выход схемы ксовпадения подключен к входу счетчи- вка импульсов, другие входы которо- вго связаны с входом кипп-реле и вы- мходы подключены к входам дешифрато 40 кра Г 2 3.в Однако данное устройство не позволяет формировать потоки корреляционно зависимых случайных событий, в то время как при решении многочисленных задач надежности, связи, статической радиотехники возникает необходимость в потоках корреляционно зависимых случайных событий.Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей генератора потоков случайных событий ра счет формирования заданной авто- корреляционной функции.Для достижения указанной цели генератор потоков случайных событий, содержащий генератор импульсов, дат" чик. потоков случайных импульсов,последовательно соединенные первыйдешифратор, коммутатор и блок элементов ИЛИ, выход которого являетсявыходом генератора, содержит двасчетчика, второй дешифратор, группурегистров памяти, группу схем сравнения, группу мультиплексоров, группу элементов И, группу счетчиков,мультиплексор и регистр памяти, выход которого соединен с входом первого дешифратора, выход генератораимпульсов соединен с счетным входомпервого счетчика, выход переполнения которого соединен с счетнымвходом второго счетчика и с синхронизирующими входами второго дешифратора и регистра памяти, информационный выход первого счетчика соединен спервыми входами схем сравнения группы,вторые входы которых подключены квыходам соответствующих регистровпамяти группы, синхронизирующие входы которых являются входом "Пуск"генератора, входом задания параметров процесса которого являются ин-,формационные входы регистров памятигруппы, выходы схем сравнения группысоединены с соответствующими информационными входами каждого мультиплексора группы, выходы которых соеинены с первыми входами ссответствующих элементов И группы, вторые вхоы которых подключены к -выходу датчиа потоков случайных импульсов, йнормационный выход второго счетчиа соединен с информационным входомторого дешифратора и с управляющимиходамй мультиплексоров группы иультиплесора, информационные входыоторого подключены к информационнымыходам соответствунзцих счетчиковгруппы, установочные входы которыхподключены к соответствующим выходамвторого дешифратора, выходы элементов И группы соединены с счетнымивходами соответствующих счетчиковгруппы,.На фиг, 1 приведена функциональнаясхема предлагаемого генератора потоков случайных событий; на фиг. 2 -временная диаграмма работы предлагаемого устройства; на фиг. 3нормированная корреляционная функ-.ция; на фиг, 4 - характер корреляционных функций, воспроизводимыхпредлагаемым устройством; на фиг. 5 -процесс формирования разрешающих сигналов, величины перекрытий которых11242 пропорциональны соответствующим коэффициентам корреляции, на фиг. 6 - конкретная корреляционная функция ля воспроизведения которой рассчитаны длительности разрешающих сигналов (фиг, 5).Генератор содержит генератор 1 им.пульсов, счетчики 2,и 3, регистры 4 памяти, схемы 5 сравнения, мультиплексоры 6, элементы И 7, счетчики 8, датчик 9 потоков случайных импульсов. дешифратор 10, мультиплексор 11, регистр 12 памяти, дешифратор 13, коммутатор 14, блок 15 элементов ИЛИ. 15Генератор работает следующим образом.Величины кодов, записанных в регистры 4 памяти, определяются видом воспроизводимой автокорреляционной 20 функции, а количество регистров, схем сравнения, мультиплексоров, схем И, счетчиков соответственно в блоках 4-8, обозначенное через й, определяется количеством интервалов кван тования воспроизводимой корреляционной функции. Очевидно, что чем больше М, тем вьппе точность воспроизведения автокорреляционной функции. Выходы схем 5 сравнения подключены З 0к информационным входам мультиплексоров 6 таким образом, что при нулевом значении кода в счетчике 8 первый выход схем 5 сравнения подключенк первому элементу И, второй выход -35к второму элементу И и т.д, При единичном коде в счетчике 3 первый выход схем 5 сравнения подключается квторому элементу И 7, второй выход -к третьему элементу И и т.д аМ-й выход- схем сравнения подключается к первому элементу И, т.е. при изменении на единицу кода в счетчике 3осуществляется циклический сдвиг разрешающих сигналов на выходах элементов И (фиг. 2)Изменение кода в счетчике 3 происходит по сигналу переполнения на выходе Р счетчика 2, т.е. всякий раз, когда заканчивается формирование разрешаницих сигналов на выходах схем сравнения. Во время действия разре" шаюцих сигналов, поступивших с выходов мультиплексоров, элементы И пропускают импульсы от датчика 9 потоков случайных импульсов на счетные входы соответствующих счетчиков 8, Занесение содержимого счетчиков 8 85 4производится по переднему фронту им" пульса переполнения счетчика 2, а по заднему фронту этого импульса счетчик 8, код из которого занесен в ре гистр 12, обнуляется. От момента "обнуления" любого счетчика 8 до момента занесения его значения в регистр 12 на его счетный вход поступакт случайные импульсы от датчика 9 потоков случайных импульсов в течение времени, равного сумме всех Й разрешающих сигналов, причем первым после момента "обнуления" любого из счетчиков 8 на его счетном входе действует разрешающий сигнал с М -го выхода схем сравнения, вторым с (М)-го выхода и т.д., а последним действует разрешающий сигнал с 1-го .выхода схем сравнения.Как видно из временной диаграммы, разрешающие сигналы на выходе мультиплексоров перекрываются между собой. При рассмотрении любой пары счетчиков 8 можно обнаружить, что в течение времени перекрытия разрешающих сигналов этих счетчиков на их счетные входы поступают одни и те же случайные импульсы, что приводит к возникновению корреляционной зависимости мезду кодами, сформированными в этих счетчиках, причем коэффициент корреляции между этими ко дами определяется суммой интервалов перекрытия между всеми разрешающими сигналами этих счетчиков за время между последовательньаи "обнулениями" счетчиков, Очевидно, что при помощи выбора определенной длительности разрешающих сигналов можно получить требуемую автокорреляционную функцию. Случайные коды, заносимые в регистр 12, с помощью дешифратора 13 преобразуются в пространственно распределенные случайные величины, которые подчиняются известному закону распределения вероятностей, определяемому вероятностными свойствами потока, формируемого датчиком 9 потоков случайных импульсов. С помощью коммутатора 14 и блока 15 элементов ИЛИ известная функция распределения вероятностей мажет быть преобразована в заданный закон распределения случайных величин.При определении технико-эконожческой эффективностью предлагаемого устройства целесообразно сравнить ециос ЭВМ общего назначения, котораярассматривается в качестве базовогообъекта. Предлагаемый генератор по сравнению с ЭВМ общего назначения требует на 2-3 порядка меньве аппаратурных затрат для форварования,потока случайных событий с требуемой автокор 1124285 бАреляционной функцией, обеспечиваетна 2-3 порядка более высокое быстродействие при формировании потока случайных. событий с требуемой автокор 5 реляционной функцией, а также позволяет при совместном использованииего с микропроцессором нли микро-ЭВМформировать нестационарные потокислучайных событий.1124285 филиал ШЮ "Патент",Уагороде ул. Проектв ВНЧИПИ Тираж 698