SU781798A1 - Generator of uniformly-distributed random signals - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при исследовани х стохастических систем.The invention relates to computing and can be used in studies of stochastic systems.

Известен генератор случайных сигналов , содержащий источники случайных импульсов и синхронизирующих сигналов, вентиль, счетчик и статический триггер, один из входов которого подключен к источнику синхронизирующих сигналов, а второй - к генератору случайных импульсов. Такое выполнение устройства позвол ет Формировать равномерно распределенные двоичные случайные цифры l. Known random signal generator, containing sources of random pulses and clock signals, a gate, a counter and a static trigger, one of the inputs of which is connected to a source of clock signals, and the second to a random pulse generator. Such an embodiment of the device allows the generation of uniformly distributed binary random numbers l.

Однако производительность генератора , бсгобейно при формировании Nразр дньос случайных сигналов, невысока .However, the performance of the generator, when the formation of random signals, is low.

Известен также генератор случайных сигналов, содержащий генератор первичного случайного процесса, генератор синхронизирующих импульсов, элементы И, триггер, линии задержки, пороговые схемы и счетчики по числу разр дов формируемого случайного сигнала .Also known is a random signal generator, comprising a primary random process generator, a clock generator, AND elements, a trigger, delay lines, threshold circuits, and counters for the number of bits of the random signal generated.

Такое выполнение устройства позвол ет получить последовательности равномерно распределенных случайныхSuch an embodiment of the device makes it possible to obtain sequences of uniformly distributed random

сигналов с числом разр дов, определ емым числом его, каналов 2.signals with the number of bits determined by the number of it, channels 2.

Недостаток этого устр6йства-ог-раниченность чис.ла каналов, которыеThe disadvantage of this device is the limitation of the number of channels that

5 можно применить при построении такого устройства, что снижает возможности увеличени  его производительности.5 can be used in the construction of such a device, which reduces the possibility of increasing its performance.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  генератор равномерно распределенных случайных сигналов, содержащий генератор случайной последовательности импульсов , делитель, линию задержки, счетчик импульсов, генератор периодических импульсов, выход Которого через делитель соединен со входом линии задержки, схему разрешени , первый вход которой соединен с выходом делител  и схему выделени  вреThe closest technical solution to the proposed is a uniformly distributed random signal generator, comprising a random pulse generator, a divider, a delay line, a pulse counter, a periodic pulse generator, whose output is connected to the delay line through a divider, the first input circuit is connected to divider output and allocation circuit

20 менных интервалов, включающую первый элемент И, первый вход которого  вл етс  первым входом схемы, первый триггер, счетный РХОД которого соединен с выходом первого элемента И,20 intervals, including the first AND element, the first input of which is the first input of the circuit, the first trigger, the counting COMPLETE of which is connected to the output of the first AND element,

25 второй элемент И, второй вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, и второй триггер, единичный выход которого соединен со вторым входом первого элемента И,при30 .чем, первый вход схемы соединен с выходом генератора случайной последовательности импульсов З.25 second element And, the second input of which is connected to the single output of the first trigger, and the second trigger, the single output of which is connected to the second input of the first element And, at 30 h, the first input of the circuit is connected to the output of the random pulse generator Z.

. Недостаток этого генератора низка  производительность, обусловленна  тем, что даже при самых благоприетньос соотношени х параметров только примерно одна треть циклов работы устройства будет рабочей.. The disadvantage of this generator is low productivity, due to the fact that even with the most favorable parameter ratios, only about one third of the device operation cycles will be working.

Цель изобретени  - повышение производительности генератора.The purpose of the invention is to improve the performance of the generator.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известный генератор, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, выход которого соединен с первьм входом первого элемента И,выход которого соединен со счетньпи входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с единичньтм выходом второго триггера, введены первый и второй преобразователи врем напр жение , интегратор, блок сравнени , третий триггер и четвертый триггер, счетный вход которого объединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен со входом первого преобразовател  врем -напр жение и подключен к единичному выходу четвертого триггера, нулевой выход которого подключен к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу третьего триггера, единичный и нулевой входы которого подключены соответственно к выходу блока срав-, нени  и к нулевому выходу второго триггера, выход второго элемента И соединен со входом второго преобразовател  врем -напр жение, выход которого через интегратор соединен с первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом первого преобразовател  врем напр жение .This goal is achieved by the fact that a known generator containing a source of Poisson pulse flow, the output of which is connected to the first input of the first element I, the output of which is connected to the counting input of the first trigger, the output of which is connected to the first input of the second element And connected to the unit output of the second trigger, the first and second time-voltage converters, the integrator, the comparison unit, the third trigger and the fourth trigger, the counting input of which is combined with the first input the house of the second element And, the second input of which is combined with the input of the first time-voltage converter and connected to the single output of the fourth trigger, the zero output of which is connected to the zero input of the second trigger, whose single input is connected to the output of the third trigger, single and zero inputs of which are connected respectively, to the output of the comparison block, and to the zero output of the second trigger, the output of the second element I is connected to the input of the second time-voltage converter, the output of which is through the integrator It is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the first time-voltage converter.

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора; на фиг.2 - диаграмма работы генератора.FIG. 1 shows a block diagram of a generator; figure 2 - diagram of the generator.

Генератор содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, блок 2 выделени  временных интервалов, первый преобразователь 3 врем -напр жрние , второй преобразователь 4 врем -напр жение, выход которого через интегратор 5 подключен ftпё вому входу блока б сравнени , второй кйторого соёдй1нён с вькЪдбм первого преобразовател  3 врем -напр жение , а выход - со вторым входом третьего триггера 7.The generator contains a source of 1 Poisson pulse flow, a block 2 for allocating time intervals, the first converter 3 is time-voltage, the second converter is 4 time-voltage, the output of which through the integrator 5 is connected to the input terminal of the comparison unit, the second one is connected to the first converter 3 time-voltage, and the output with the second input of the third trigger 7.

Первый йход блока 2 вьщелени  временных интервалов соединен с выходом источника 1 пуассоновского потока импульсов, второй вход - с выходом третьего триггера 7.The first input of block 2 in the time interval is connected to the output of the source 1 of the Poisson flow of pulses, the second input to the output of the third trigger 7.

Первый выход блока 2 выделени  временных интервалов соединен со входом второго преобразовател  4 В15ем -напр жение второй выход - соThe first output of the time interval allocating unit 2 is connected to the input of the second B15em converter 4; the voltage of the second output is connected to

781798781798

входом первого преобразовател  3 врем -напр жение, третий выход с первым входом третьего триггера 7. Блок 2 выделени  временных интервалов включает в себ  первый элемент И а, выход которого соединен со счетным входом первого триггера 9, второй элемент И 10, второй вход которого соединен с единичным вгглходом первого триггера 9, а первый вход с единичным выходом четвертого триггера 12, вход которого соединен с единичным выходом первого триггера 9, а нулевой выход - с единичным входом второго триггера 11, причем первым входом блока 2 вьщелени  Bjieменных интервалов  вл етс  первый вход первого элемента И 8, второй вход KOTOpoi o соединен с единичным ВЫХОДОМ второго триггера 11, вторым входом блока 2 вьщелени  временных интервалов  вл етс  второй вход триггера 11, вторым выходом - единичный выход четвертого триггера 12, а третьим выходом - нулевой выход второго триггера 11,the input of the first time-voltage converter 3, the third output to the first input of the third trigger 7. The time interval allocating unit 2 includes the first element Ia, the output of which is connected to the counting input of the first trigger 9, the second element 10, the second input of which is connected with a single input of the first trigger 9, and a first input with a single output of the fourth trigger 12, whose input is connected to a single output of the first trigger 9, and zero output with a single input of the second trigger 11, with the first input of block 2 of the Bj That is, the intervals are the first input of the first element AND 8, the second input of KOTOpoi o is connected to the single OUTPUT of the second trigger 11, the second input of the time slot block 2 is the second input of the trigger 11, the second output is the single output of the fourth trigger 12, and the third output zero output of the second trigger 11,

Генератор работает следуюьчим образом .The generator works as follows.

Пуассоновский поток импульсов поступает от источника 1 на первый вход блока 2, где происходит Формирование временных интервалов, образуемых пачками импульсов соответственно между моментами поступлени  первогб и второго импульсов каждой пачки ( ) и между моментами прихода первого и третьего импульсов ( + -Cvv) Одновременно с началом формировани  временных интервалов с первого и второго выхода блока 2 на входы первого 3 и второго 4 преобразователей поступают сигналы начала преобразовани  формируемых временных интервалов в напр жени . После окончани  формировани  временных интервалов четвертый триггер 12 устанавливаетс  в единичное состо ние, а первый вход блока 2 закрываетс  дл  входного потока, поскольку в этот момент начинаетс  процесс делени . С выхода второго преобразовател  4 сигнал через интегратор 5 поступает на первый вход блока б сравнени ,на второй вход которого поступает сигнал с выхода первого преобразовател  3 врем -напо жение.-. v-:.The Poisson flow of pulses comes from source 1 to the first input of block 2, where the formation of time intervals formed by bursts of pulses takes place, respectively, between the arrival times of the primary and second pulses of each burst () and between the arrival times of the first and third pulses (+ -Cvv) Simultaneously with the beginning forming time intervals from the first and second output of block 2 to the inputs of the first 3 and second 4 transducers signals start converting the formed time intervals into voltages. After the formation of the time intervals is completed, the fourth trigger 12 is set to one state, and the first input of block 2 is closed for the input stream, because at this moment the division process begins. From the output of the second converter 4, the signal through the integrator 5 is fed to the first input of the comparison unit b, to the second input of which a signal is output from the output of the first converter 3 time-pressure. v- :.

В момент времени, когда уровни напр жений на входах блока 6 сравнени  равны, на его выходе формируетс  импульс, который возвращает третий триггер 7 в исходное состо ние, т.е. заканчиваетс  формирование импульса , длительность которого равна частному от делени  . .Одновременно возвращаетс  в исходное состо ние перйый триггер 9 и на первый элемент И 8 подаетс  разрешение на прохождение импульсов от генератора , после чего процесс повтор ет;с .At the time when the voltage levels at the inputs of the comparison unit 6 are equal, a pulse is generated at its output, which returns the third trigger 7 to the initial state, i.e. the formation of a pulse is completed, the duration of which is equal to the quotient of the division. The first trigger 9 returns to the initial state at the same time, and the first element And 8 is allowed to pass pulses from the generator, after which the process repeats; c.

Источник 1 пуассоновского потока импульсов вьщает поток случайных импульсов, которые поступают на первый вход блока 2 вьщелени  временных интервалов, которым в блоке 2  вл етс  первый вход первого элеме 1та И 8. в исходном состо нии на второй вход первого элемента И 8 подаетс  разрешаюгций потенциал единйчно , го выхода второго триггера 11. Импульс , поступающий от генератора,проходит на выход ггервого элемента И 8 и поступает на счетный вход первого триггера 9, перевод  его в единичное состо ние. Через второй элемент И 10 сигнал не проходит, так как на его первый вход поступает запрет с единичного выхода четвертого триггера 12. С приходом второго импульса потока первый триггер 9 переходит в исходное состо ние и запускает второй триггер 11. На выходе четвертого триггера 12 по вл етс  сигнал, который через второй выход блока 2 выделени  временных интервалов поступает на вход первого преобразовател  3 врем -напр жение и одновременно дает разрешение на второй элемент И 10.The source 1 of the Poisson pulse stream causes a stream of random pulses that arrive at the first input of the time interval 2, which in block 2 is the first input of the first element 1ta AND 8. In the initial state, the potential of the single input to the second input of the And 8 , the second output of the trigger 11. The impulse coming from the generator passes to the output of the girvoy element 8 and enters the counting input of the first trigger 9, converting it to a single state. The signal 10 does not pass through the second element 10, since its first input is prohibited from the single output of the fourth trigger 12. With the arrival of the second flow pulse, the first trigger 9 returns to the initial state and starts the second trigger 11. At the output of the fourth trigger 12 A signal which, through the second output of the time-resolving unit 2, is fed to the input of the first time-voltage converter 3 and simultaneously gives permission to the second And 10 element.

С приходом третьего импульса потока первый триггер 9 переходит в единичное состо ние. Поскольку на входе второго .элемента И 10 имеетс  разрешение , на первом выходе блока 2 выделени  временных интервалов по вл етс  сигнал. Второй и четвертый триггеры 11 и 12 не мен ют своих состо ний , с приходом четвертого импульса второй и четвертый триггеры 11 и 12 переход т в исходные состо ни , при этом четвертый триггер) 12 запускает второй триггер 11, который дает запрет на прохождение импульсов потока через элемент И 8 и переводит третий триггер 7 в единичное положение . В результате на первом и втором выходах блока 2 вьщелени  временных интервалов образовались два импульса с длительност ми соответственно Т и Г.With the arrival of the third flow pulse, the first trigger 9 goes into a single state. Since there is a resolution at the input of the second And 10 element, a signal appears at the first output of the time slot selector 2. The second and fourth triggers 11 and 12 do not change their states, with the arrival of the fourth pulse, the second and fourth triggers 11 and 12 go back to their initial states, while the fourth trigger) 12 starts the second trigger 11, which bans the passage of flow pulses through the element And 8 and translates the third trigger 7 in a single position. As a result, two pulses with durations of T and H, respectively, were formed at the first and second outputs of block 2 in the gap of time intervals.

Использование предлагаемого устоойства обеспечивйет сокращение времени исследовани  стохастических систем , ITO позвол ет сниэить затратыThe use of the proposed device will reduce the research time of stochastic systems, ITO allows you to reduce costs

и повысить эффективность исслпловани  таких систем.and improve the efficiency of such systems.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 131141, кл. G 06 Г 1/02, 1959.1. USSR author's certificate number 131141, cl. G 06 D 1/02, 1959. 2.Авторское свидетельство СССР № 152077, кл. G Об F 1/02, 1960.2. USSR author's certificate number 152077, cl. G About F 1/02, 1960. 3.Вобнев Н.П. Генерирование случайных сигналов- М-г Энерги , 19713.Vobnev N.P. Generation of random signals - Mg Energie, 1971 (прототип).(prototype).