Генератор случайной импульсной последовательности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6775 ВСГ.Р и 1 п,ц," ,ц 1 1 У 1 ,ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ регулирования. Целовьппение точности г автоматическоиэобретения -нератора. Цельем в генерато достигается введениэлемента задержки,11и ильнико во СССР 1979.ИМПУЛЬ С НОИ идетельс 7/58,ЛУЧАИНОИоситс импул быть использов я импу о случ с ных поным периваниях ссл ем свяэ а так радиое систем ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение оной технике и можено для генерированиследовательностей содом следования приили испытаниях систлокации и навигации элементов И, одновибратора, Т-триггера, КБ-триг ера. Повьппенная точность формирования выходной случайной импульсной последовательности выражается в обеспечении стабильности среднего значения периода следо вания выходных сигналов, достигаемойза счет обеспечения равенства среднего числа импульсов, попеременно поступающих то на суммирующий, то навычитающий вход реверсивного счетчика. 3 ил.20 Изобретение относится к импульс - ной технике и может быть использовано для генерирования импульсных последовательностей со случайным периодом следования при исследованиях или испытаниях систем связи) радиолокации и навигации, а также систем автоматического регулирования.Цель изобре-ения - повышение 10 точности генератора.На фиг,1 представлена структурная схема генератора случайной импульсной последовательности; на фиг.2 временные диаграммы его работы; на 15 фиг.3 - графическое иэображение закона распределения значений длительности временных интервалов между импульсами формируемой последовательности.Генератор случайной импульсной последовательности содержит генератортактовых импульсов, три двухвходовых элемента И 2.1-2.3, элемент 3 задержки, генератор 4 шума, Т-триггер 5, одновибратор 6, пороговый элемент 7, КБ-триггер 8, два трехвходовых элемента И 9.1 и 9.2, элемент ИЛИ 1 О и реверсивный счетчик 11.Генератор случайной импульсной последовательности работает следую щим образом.В момент подачи питания триггеры 5 и 8 и разрядные триггеры реверсивного счетчика 1 устанавливаются случайным образом. Допустим, что35 триггеры 5 и 8 устанавливаются в нулевое состояние (фиг.2 ж,е), а в реверсивном счетчике 11 записан случайный код К,. Тактовые импульсы длительностью с, с с выхода генератора 1 тактовых импульсов (фиг.2 а) через элементы И 2.2 и ИЛ 10 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 11 (фиг.2 д), который подсчитывает эти импульсы до момента пе реполнения. Сигнал переполнения реверсивного счетчика 11, пройдя через элемент И 2.3, появляется на выходе устройства (фиг.2 з) и, кроме того, поступив на вход Б КБ-триггера 8, устанавливает его в единичное состояние (фиг.2 к), при этом блокируются поступления тактовых импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 11 и сигналов переполнения этого счетчика на выход устройства. С прямого выхода КЯ-триггера 8 разрешающий сигнал поступает на входы элементов И 2.1, 9.1 и 9,2. Сигналы с выхода порогового элемента 7 (фиг.2 б), период следования которых случаен, поступают через элементы И 9. и ИЛИ 1 О на суммирующийвход счетчика1 (фиг,2 в,д) . Очередной тактовый импульс проходит черезэлемент И 2.1 и элемент 3 задержкии спустя время с устанавливаетТ-триггер 5 в едйничное состояние(фиг.2 ж). С этого момента сигналы свыхода порогового элемента 7 черезэлемент И 9.2 поступают на вычитающий вход счетчика 11 (фиг.2 г). Следующий тактовый импульс, задержанный на время Г устанавливает(фиг,2 ж), при этом срабатывает одновибратор 6 и второй триггер 8 уста -навливается в нулевое состояние(фиг.2 е), при этом в счетчйке 1записывается случайное число К , рав -ное разности между случайным числомсигналов, поступивших на суммирующий вход, а затем на вычитающий входсчетчика 11.Если в момент подачи питания сос -тояния триггеров 5 и 8 отличны отукаэанных, то изменятся лишь условияформирования первого (после включения случайного временного интервала. Однако как только Т-триггер5 под воздействием тактовых импуль -сов установится в нулевое состояние,возникнет ситуация, помеченная знаком к ,фиг.2) и далее устройствобудет функционировать аналогично.Так как случайный временной интервал между выходными сигналами Тформируется на цифровой основе, онявляется дискретной случайной величиной Т ц = (2 - К + 2) Т (величина дискрета равна периоду тактовой серии Т ),Блокирование поступления тактовых импульсов на суммирующий входсчетчика 11 в течение двух периодовтактовой серии (фиг.2 двыбор величины задержки с) равной длительности переходных процессов в счетчике11, элементе И 2,3 и КБ-триггере 8в момент переполнения счетчика 11(., а также обеспечение равенствапериоду тактовой серии Тт отрезковвремени, в течение которых в счетчике 11 производится суммирование, азатем вычитание сигналов с выхода порогового элемента 7, обеспечиваютвысокую точность формирования выход 1372318(1) где о =ТРазность Ко между числом импульсов, поступивших на суммирующий входи вычитающий вход, можег быть как положительная, так и отри" цательная. Вероятности формирования в счетчике 11 определенной величины К, (для 11 ) 10, когда вероятность многократного переполнения счетчика за время Т пренебрежимо мала, т,е. ,И,с М) определяются по форму- лам 35 40 45 н=К ) Р(+=К - К ),50 т.е. закон распределения разности55 (К, симметричен относительно нуля. 5 Этот закон определяют путем вычисления свертки применительно к дискретным случайным величинам. ной последовательности. Это обусловлено тем, что подсчет случайного числа сигналов по суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчи 5 ка 11 производится в течение одинаковых временных интервалов (стробов С;,1.), равных Т , а случайные сигналы формируются одним и тем же источником последовательно включенны ми генератором 4 шума и пороговым элементом 7), поэтому среднее значение их разности К даже при возможных значениях нестабильности элементов 4 и 7 практически равно нулю. 15Закон распределения формируемых временных интервалов и его характеристики зависятот следующих факторов: емкости реверсивного счетчика 11ьИ = 2,периода следования тактовых 20 импульсов и среднего значения периода следования случайных сигналов ТПоследовательно соединенные генератор 4 шума и пороговый элемент 7 формируют поток сигналов близкий к 25 пуассоновскому. При этом число сигналов, поступивших в течение стробов +1= Тт и с = Тт поочередно на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 13, равно 30Учитывая (11, получают Р(, -= - К ) , 2 ъ. к,Р(,- = К,) =иехр-2ко При выполнении условий ,случайное число, записанное в реверсивном счетчике 11, равно К , а при , с, равно И-К,. Закон распределения случайной величины Т ,(фиг 3) имеет два максимума значений вероятности (при Т,= 2Тт и Т= (3+2) Т для К" = Х и К = О соответственноаСреднее значение величины Т,Иравно -+1Т . При соотношении емткости счетчика 11 и относительной интенсивности пуассоновского потока,определяемом еравенством М ( 10 м,закон распределения вероятностейвыравнивается и приближается к равномерному за счет многократного переполнения реверсивного счетчика 1при подсчете импульсов с выходапорогового элемента 7 как в режимесуммирования, так и в режиме вычитания. Формула изобретения Генератор случайной импульсной последовательности, содержащий генератор тактовых импульсов, два элемента И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор шума, выход которого через пороговый элемент соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента И, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он со - держит элемент задержки, третий, четвертый и пятый элементы И, одно- вибратор, Т-триггер и КБ-триггер, выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И через элемент задержки соединен с входом Т-триггера, прямой выход которого подклю 1372318чен к второму входу второго элемента И, третий вход которого соединенс вторым входом первого элемента И,с прямым выходом КБ-триггера и подключен к второму входу третьего элемента И, инверсный выход Т-триггерасоединен с третьим входом первогоэлемента И и с входом одновибратора,выход которого соединен с входомобнуления КБ-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И,выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход реверсивного счетчика 5подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход пятого элемента И является выходом генератора случайной 10 импульсной последовательности иподключен к входу установки КБ-триггера,