Генератор потоков случайных событий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А С 06 Р 7/58 ЗОБРЕТЕ ОПИСАН ВТОРСКОМУ С Т Вычис- еского радио",ельство СССР-24, 1981 ЛОТОМ й пер импул яющий яющим В СЛУЧА й датч сов, девход ковходом ые выходы ствующими ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1. Четвериков В,Н. и дрлительная техника для статистмоделирования. Н "Советско1978.2. Авторское свидетЙ 345487, кл. О 06 Р 73. Авторское свидетпо заявке 1 т 3282515/18,НЦХ СОБЫТИИ, содержащи вьпуассоновского потока ьлитель частоты, управлторого является управлгенератора, счетчик, разряднкоторого соединены с соответ разрядными входами стробированного дешифратора, выходы которого через коммутатор соединены с соответствующими входами блока элементов ИЛИ, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощение генератора без сни" жения точности работы, в него введены второй датчик пуассоновского потока импульсов и блок выравнивания интенсивностей потоков импульсов, первый и. второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго датчиков пуассоновского потока импульсов, а первый и второй выходы блока выравнивания интенсивностей по" токов импульсов соединены соответст- Я венно со счетным входом счетчика и с входом делителя частоты, выход которо- го соединен с входом "Сброс" счетчика, управляющий вход стробированного дешифратора является входом "Опрос" генератора, а выходы блока элементов ИЛИ являются выходами генератора.1049905Ф 2, Генератор по и, 1 о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок вырав-нивания интенсивностей потоков импульсов содержит первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй, третий. и чет" вертый элементы И, триггер и высокочастотный генератор импульсов, выход которого подключен к счетному входу триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами первого и четвертого элементов И, а инверсный выход триггера соединен с первыми входа. ми второго и третьего элементов И, вторые входы первого и второго, эле 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использо.вано для создания вычислительных уст.ройств с вероятностным представлением информации, для аппаратурного моделирования несовместных случайныхсобытий и построения датчиков случайных чисел с заданным распределением,Известен генератор, в котором задание требуемого закона распределениявероятностей производится путем объединения и иЛи) перенумерации равновероятных выходов дешифратора 1 .Однако такие генераторы требуют 15большого объема электронного оборудования,Известен также генератор потоковслучайных событий, в котором числопервичных источников случайного процесса сокращено до одного. Он содер"жит датчик случайного потока импуль"сов, кипп-реле, элемент И и последо. вательно соединенные счетчик импульсов, стробированный дешифратор, коммутатор и блок элементов ИЛИ 12,Однако генератор характеризуетсяневысокой точностью работы, так какпервичные вероятностные константы,формируемые в генераторе, зависят от, З 0трудностабилизируемой интенсивностидатчика случайного потока импульсов.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является генератор пото"ков случайных событий, содержащийдатчик пуассоновского потока импуль- с ментов И объединены между собой и являются первым входом блока, вторыевходы третьего и четвертого элементов И объединены между собой.и являются вторым входом блока, выходыпервого и третьего элементов И соеди"нены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого является первым выходомблока, выходы второго и четвертогоэлементов И соединены соответственнос первым и вторым входами второгоэлемента ИЛИ, выход которого являетсявторым выходом блока,1сов, выход которого соединен со счет.ным входом счетчика и через последовательно соединенные линию задержкии управляемый делитель частоты - свходом "Опрос" дешифратора и входом"Сброс" счетчика, разрядные выходыкоторого соединены с соответствующими разрядными входами дешифратора,выходы которого через коммутаторсоединены с входами блока элементовИЛИ Я ,Недостатком известного генератораявляется сложность его устройства,обусловленная необходимостью использования линии временной задержкиимпульсов, выполняющей роль статистической развязки при Формировании второго идентичного по интенсивностипуассоновского потока импульсов, Требуемая величина временной задержкисоставляет десятки средних периодовследования импульсов пуэссоновскогопотока= (4-5) ",", где К " пара- .метр делйтеля частоты, принимающийцелочисленные значения 0,1,2,и при 31 О имп./с достигает сотенмкс. Практическая реализация большихвеличин временной задержки импульсныхсигналов в широкой полосе частот пред.ставляет собой сложную техническуюзадачу,Цель изобретения - упрощение устройства генератора за счет сокращенияэлектронного оборудования без снижения точности работы путем исключениясложной по реализации линии временнойзадержки.Для дбстижения поставленной цели в известный генератор, содержащий первый датчик пуассоновского потока импульсов, делитель частоты, управляющий вход которого является управ" 5 ляющим входом генератора, счетчик,. разрядные выходы которого соединены с соответствующими разрядными входами стробированного дешифратора, выходы которого через коммутатор соеди" 10 нены с соответствующими входами блока элементов ИЛИ, введены второй дат" чик пуассоновского потока импульсов и блок выравнивания интенсивностей потоков импульсов, первый и второй 15 входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго . датчиков пуассоновского потока им", пульсов, а первый и второй выходы блока выравнивания интенсивностей по токов импульсов соединены соответственно со счетным входом счетчика и с входом делителя частоты, выход которого соединен с входом "Сброс" счетчика, управляющий вход строби-. 25 рованного дешифратора является вхо" дом "Опрос" генератора, а выходы блока элементов ИЛИ являются выхода" ми генератора.Кроме того, блок выравнивания интенсивностей потоков импульсов содержит первый и второй элементы ИЛИ, первый второй, третий и четвертый элементы И, триггер и высокочастотный генератор импульсов, выход которого35 подключен к счетному входу триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами первого и четвертого элементов Иа инверсный выход триггера соединен с первыми входами вто" 40 рого и третьего элементов И, вторые входы первого и второго элементов И объединены между собой и являются первым входом блока, вторые входы третьего и четвертого элементов И объединены между собой и являются вторым входом блока, выходы первого и , третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входа" ми первого элемента ИЛИ, выход кото. рого является первым выходом блока,50 выходы второго и четвертого элементов И соединены соответственно с пер" вцм и вторым входами второго элемен" та ИЛИ, выход которого является вто" рым выходом блока.55В предложенном генераторе для формирования первичных вероятностных констант используется дискретная подсистема "делитель частоты - счетчик"с конечным числом состояний, находящаяся под воздействием двух независимых пуассоновских потоков импульсовс равной интенсивностью 3 ., При этихусловиях численные значения вероят"ностных констант Р(К), и 0,1,2К = 0,1,2, не зависят, от параметра., а высокоинтенсивная смена состояний характеризуется отсутствием по"следействия, что в целом обеспечива"ет высокие точность и быстродействиегенератора, При этом функцию линиивременной задержки, связанную с формированием двух независимых пуассоновских потоков импульсов с равнымиинтенсивностями, выполняет устройство выравнивания, которое может бытьвыполнено на базе типовых элементовдискретной техники,На фиг, 1 приведена структурнаясхема генератора; на фиг. 2 - графсостояний подсистемы "делитель час"тоты - счетчик", на фиг. 3 - вероятностные константы Рп (К), К = 0,6;и = 0,12,Генератор потоков случайных событий .содержит первый 1 и второй 2 датчики пуассоновских потоков импульсов,блок 3 выравнивания интенсивностейпотоков импульсов, регулируемый делитель 4 частоты, счетчик 5, стробиро"ванный дешифратор 6, коммутатор 7 иблок 8 элементов ИЛИ, Кроме того,устройство 3 выравнивания содержит.высокочастотный генератор 9, триггер 10, первый 11, второй 12, третий13, четвертый 14 элементы И, первый15 и второй 16 элементы ИЛИ.Датчики 1 и 2 пуассоновских потоков импульсов могут быть выполненыпо типовой схеме, содержащей последовательно соединенные источник шума,усилитель, пороговый элемент и форми-.рующий каскад.Счетчик 5 и делитель 4 частоты,представляющий собой пересчетную схему с заданным коэффициентом (К+1)деления, могут быть выполнены по схе"ме последовательного соединения ста". тических триггеров в режиме счета импульсов. Для делителя частоты вводят"ся обратные связи, обеспечивающиеразличные коэффициенты деления (К+1)е= 1,2,Стробированный дешифратор 6 можетбыть выполнен в виде группы элемен, тов И (по числу выходов) и дешифратора состояний счетчика 5 с потен. где ) - евозможные состояния делителя,где Ь(К) - коэффициенты, значения4 частоты 0,1,2 К которых для и1 и К 1 определяютсяИз решения системы (4). линейныхс помощью рекуррентного соотношенияалгебраических уравненийпри условии . Ьп(К) щ Ь(К) ФЬ)(К) при двух(3) и с учетом (5) находим безуслов граничных условиях Ья(0) щ 1 при иК 4ные вероятности состояний 5)1(К) = 0,1,2 и Ь 0(К)2" - 1 присчетчика 5 в произвольный момент вре" К = 0,1,2,Численные значения коэффициентовЬ(К) л+М)4; Ь (К) для и6,Г 2 и К щ О, приведеР, (К) = в1(12) у (6 10 :нй Ь таблице.ию евеее еИ 1 "Г Г. 1 1" 1 1 . 1 1 1 1 1 1 17 89 10 11 12 13 14 1529 37 46 56 67 79 92 106 1293 130 176 232 296 378 470 . 576 69256 386 562 794 1093 1471 1941 2517 321 1 1 1 3 4 5 6 7 11 16 22 15 26 42 64 31 57 99 163Кроме того, схема предлагаемогогенератора содержит небольшое числовнешних контактов и состоит иэ про"стейших,фструктурных и логическихэлементов дискретной техники, чтосоздает улучшенные возможности длявыполнения значительной его части ввиде унифицированной микросхемы наоснове интегральной технологии.ФНаборы вероятностных. константрас. считанные по формуле (6) с учетом т таблицы коэффициентов Ь(К), приве", дены на графике фиг. 3.Таким образом, в предлагаемом ге 30 нераторе формируемые вероятностные константы Рп(К) не зависят от параметров 1 ,.9,2 датчиков 1 ы 2, Благодаря этому предлагаемый генера". тор по точности работы не уступает известному генератору.)Поскольку вероятности возбуждения каждого выхода дешифратора 6 априори известны, то при объединении. этих выходов с помощью коммутатора 7 и 40 блока 8 элементов ИЛИ можно формиро" вать несовместимые случайные события, распределенные в пространстве по , выходам генератора) в соответствии с требуемым законом. Процедура на ф 5 стройки предлагаемого генератора аНа 1логична процедуре настройки известного генератора. При этом используются приведенные на фиг. 3 наборы вероят" ностных констант. Р)1(К).ОДля формирования независимых. слу, чайных событий период ТО опроса ге" нератора, как и в случае известного генератора, должен превышать величинуТ(45) - , О)Таким образом, замена линии временной задержки логическим устройст" вом выравнивания интенсивностей двух потоков импульсов сокращает объем электронного оборудования и упрощает конструкцию генератора методичесУ кая погрешность при формировании вероятностных констант практически отсутствует, повышается надежность работы, при выходе из строя одного иэ датчиков генератор сохраняет ра" ботоспособность при некотором сниже" нии быстродействия (формулы 1 и 7)./46 ТиражВНИИПИ ака по де 113035, МоваеттаеиеааввюааееаееевЕ юлиал ППП "Патент.", г, Ужгород, ул, Проектная 706 осударственного ам изобретений ква, %-35, Рауш/ Подписное комитета СССР открытий кая наб., д