Генератор случайных чисел

Авторы патента:

H03K3/84 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Изобретение относится к импульсной и цифровой технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Изобретение содержит последовательно соединенные источник 1 шума, усилитель 2, спусковое устройство 3, триггер 4, ключ 5, выход которого является первым выходом устройства, ключ 6, делители 7. 11 частоты, формирователь 8 импульсов, генератор 9 опорной последовательности, блок 10 начальной установки. Введение в генератор случайных чисел триггера 4, ключа 5, делителей 7, 11, формирователя 8 и блока 10 начальной установки позволило сформировать , кроме случайного телеграфного сигнала, последовательности N-разрядных двоичных случайных чисел, следующих с зада иным периодом повторения. Приведена функциональная схема формирователя 8. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 03 К 3/84

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846571/21 (22) 02.07.90 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Московский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) С,В,Аксенов и И.А,Скляров (56) Авторское свидетельство СССР

М 327590, кл, Н 03 К 3/84, f973. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к импульсной и цифровой технике, Цель изобретения вЂ” расширение функциональных возможностей.

Изобретение содержит последовательно соединенные источник 1 шума. усилитель.2, „„ „„1758850 А1 спусковое устройство 3, триггер 4. ключ 5, выход которого является первым выходом устройства, ключ 6. делители 7. 11 частоты, формирователь 8 импульсов, генератор 9 опорной последовательности, блок 10 начальной установки, Введение в генератор случайных чисел триггера 4, ключа 5, делителей 7, 11, формирователя 8 и блока 10 начальной установки позволило сформировать, кроме случайного телеграфного сигнала, последовательности N-разрядных двоичных случайных чисел, следующих с заданным периодом повторения. Приведена функциональная схема формирователя 8. 3 ил.

1758850

Изобретение относится к импульсной и цифровой технике и может быть использовано в качестве датчика N-разрядных двоичных случайных чисел. следующих с заданным периодом повторения.

Цель изобретения вЂ” расширение функциональных возможностей путем формирования последовательности N-разрядных двоичных случайных. чисел следующих с заданным периодом повторения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема генератора случайных чисел; на фиг.

2 вЂ” функциональная схема формирователя импульсов; на фиг. 3 вЂ” временные диаграммы, поясняющие работу генератора.

Генератор случайных чисел (фиг.1) содержит последовательно соединенные источник шума 1, усилитель 2, спусковое устройство 3, триггер 4 и ключ 5, ключ 6, делитель частоты 7, формирователь 8 импульсов, генератор 9 опорной последовательности, блок 10 начальной установки, делитель частоты 11, причем выход генератора 9 через ключ б соединен со входом спускового устройства 3. выход блока 10 подключен к одному из входов формирователя 8 непосредственно, а ко второму и третьему его входам через делители 7, 11 соответственно, выход формирователя 8 соединен со вторым входом ключа 5, Формирователь 8 (фиг.2) содержит элемент 12 задержки, триггеры 13, 14, элемент

И 15, причем выход элемент 12 задержки через последовательно соединенные триггер 14 и элемент И 15 подключен по R-входам триггера 13 и 14.

Спусковое устройство 3 может быть выполнено в виде одновибратора, либо в виде ждущего блокинг-генератора. Блок 10 начальной установки выполнен в виде интегрирующей цепи, на вход которого подается постоянное напряжение в момент включения напряжения источника питания. Постоянная времени заряда цепи много больше длительности переходных процессов в генераторе случайных чисел. При включении питания нэ выходе цепи будет напряжение

"0", которым устанавливаются в начальное состояние делители 7 и 11 и формирователь

8. По мере заряда конденсатора интегрирующей цепи напряжение на ее выходе становится равным напряжению "1, этим напряжением делители 7; 11 и формирователь 8 переводится в рабочее состояние.

Генератор случайных чисел работает следующим образом, После включения напряжения питания блок 10 начальной установки устанавливает делители 7, 11 частоты, а также формирователь 8 импульсов в начальное состояние, Генератор 9 опорной последовательности вырабатывает периодическую последовательность импульсов (фиг.За) длительностью т, следующих с периодом повторения

Т, которая поступает через ключ б на второй вход спускового устройства 3. На первый вход спускового устройства 3 поступает через усилитель 2 напряжение шума (фиг,Зб) с выхода источника шума 1, а на третий вход спускового устройства 3 подается напряжение порога срабатывания Unap. На выходе спускового устройства 3 формируется случайная последовательность импульсов постоянной амплитуды и длительности с детерминированным тактовым интервалом

15 (фиг.Зв). Импульс на выходе спускового устройства 3 вырабатывается в случае, если напряжение шумов превышает его порог срабатывания

20 Опор, Выходными импульсами устройства 3

55 запускается триггер 4, на выходе которого формируется случайный телеграфный сигнал с детерминированным тактовым интервалом (фиг.Зг). Этот сигнал подается на первый (информационный) вход ключа 5.

Сигнал с выхода генератора 9 опорной последовательности подается на первый вход делителя 7 частоты с коэффициентом деления равным М (фиг.Зд), период следования выходных импульсов делителя 7 равен 2МТ.

Этот период определяет период следования формируемых двоичных случайных чисел.

Коэффициент деления делителя 11 равен N (фиг.Зе). Длительность выходного импульса делителя 11 равна NT, длительность этого импульса определяет разрядность формируемого двоичного числа. Формирователь 8 импульсов переводится из состояния "0" в состояние "1" задним фронтом сигнала делителя 7 и из состояния "1" в состояние "0" задним фронтом сигнала делителя 11 (фиг.Зж}. Выходной сигнал формирователя 8 поступает rа второй (управляющий) вход ключа 5, в результате на выходе ключа 5 формируется сигнал, представляющий собой выборку длиной NT из случайного телеграфного сигнала (фиг.Зз). Этот сигнал представляет собой случайную последовательность "0" и "1" и может рассматриваться как двоичное случайное число разрядности N, представленное в последовательно коде. Если порог срабатывания устройства 3 выбран так, что вероятность превышения входным шумом порога U p равна 1/2, вероятность появления на выходе ключа 5 каждого из чисел в интервале от

0 до 2 - 1 будет равна 1/2 . Выход ключа 5

N N является первым выходом генератора случайных wctu, на второй выход которого подается сигнал с выхода формирователя 8, э

1758850 на третий выход вЂ” подается сигнал генератора 9 опорной последовательности 4, что обеспечивает синхронизацию включенных на выходах генератора случайных чисел устройств.

Формирователь работает следующим образом.

После включения питания с блока 10 на первый вход элемента И 15 поступает сигнал низкого уровня. Независимо от состояния триггера 14 на выходе элемента И 15 будет "0", который установит триггеры 13, 14 в состояние "0". Задним фронтом сигнала с выхода делителя 7 триггер 13 переводится в состояние "1". При этом на входах! и К триггера 14 будет "1". Задним фронтом задержанного сигнала с выхода делителя 11 триггер 14 переводится в состояние "1". При этом на второй вход элемента И 15 поступает "0", а на первый вход вЂ” с блока 10 подается сигнал высокого уровня. На выходе элемента И 15 установится низкий уровень, которым триггеры 13 и 14 будут переведены в состояние "0". Элемент задержки 12 необходим для исключения ложного срабатывания триггера 14.

Использование предлагаемого технического решения позволяет расширить функциональные воэможности известного устройства и сформировать последовательность N-разрядных двоичных случайных чисел, следующих с заданным периодом повторения.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий последовательно соединенные источник шума, усилитель и спусковое

5 устройство, второй вход которого подключен через первый ключ к выходу генератора опорной последовательности, третий вход спускового устройства соединен с шиной напряжения порога срабатывания, о т л и10 ч а ю.шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены последовательно соединенные триггер и второй ключ, последовательно соединенные блок начальной установки, 15 первый делитель частоты и формирователь импульсов, второй делитель частоты, выход которого подключен к второму входу формирователя импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока начальной уста20 новки и с первым входом второго делителя частоты, второй вход которого соединен с вторым входом первого делителя частоты и с выходом генератора опорной последовательности, причем вход. триггера под25 ключен к выходу спускового устройства, а выход формирователя импульсов соединен с вторым входом второго ключа, при этом выходы второго ключа, формирователя импульсов и генератора опорной последо30 вательности подключены соответственно к первой, второй и третьей выходным шинам.

1758850 цг.

Составитель P. Матвеева

Техред M.Moðãåêòàë Корректор С. Юско

Редактор О. Спесивых

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3011 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ro изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5

Стохастический преобразователь случайных импульсов // 1758848

Устройство для формирования пакетных ошибок // 1758847

Изобретение относится к импульсной технике может использоваться в информационно-измерительной технике

Генератор опорной частоты // 1758846

Устройство для формирования импульсных последовательностей // 1758845

Формирователь последовательности импульсов // 1758844

Высоковольтный тиратронный коммутатор // 1758843

Генератор для исследования нестационарной проводимости в газовых средах // 1758842

Изобретение относится к технике высоких напряжений и может применяться для проведения экспериментальных исследований , транспортировки высоковольтного электрического импульса в ионизированных средах

Вторичный источник питания // 1758841

Формирователь импульсов // 1758840

Изобретение относится к области радиоэлектроники , в частности, к устройствам формирования импульсов заданной формы и длительности при сколь угодно большей амплитуде

Генератор импульсов // 2102833

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и системах управлениях

Генератор импульсов высокого напряжения прямоугольной формы // 2102834

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники и может быть использовано в качестве источника импульсного электропитания различных электрофизических установок

Формирователь группы импульсов // 2103807

Изобретение относится к устройствам цифровой автоматики и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, вычислительных устройствах, устройствах связи различных отраслей техники

Таймер // 2103808

Изобретение относится к устройствам отсчета времени и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, в вычислительных устройств, устройствах связи различных отраслей техники

Генератор электрических импульсов // 2105409

Изобретение относится к области электротехники, в частности к области генерирования электрических импульсов с использованием трансформаторов

Помехостойкое триггерное устройство // 2106056

Изобретение относится к импульскной технике

Триггерное устройство // 2106742

Изобретение относится к области импульсной техники

Генератор коротких импульсов // 2106743

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах, работающих в частотном режиме, а также при разработке источников коротких высоковольтных импульсов

Высоковольтный переключатель // 2107988

Магнитотранзисторный генератор // 2110141

Изобретение относится к электротехнике и электронике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры, для питания электроприводов и т.д