Генератор псевдослучайных сигналов

 

744684

Союз Советских

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«Ф

1 (61) fl,0sîëíèòåëüí0å к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 07 С 15/00

G 06 Р 1/02 (22) Заявлеио04.04.77 (gi) 2472551/18-24 с присоединением заявки ¹вЂ”

Гасударствениый комитет (23) Приоритет (53) УДК 681. .325(088.8) па делам изобретений и открытий

Опублйковано 30.06.80. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 02.07.80 (72) Авторы изобретения

М. Г, Пояс и А. И. Жданок

Инстиутут электроники и вычислительной техники

АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к генераторам случайных функций, позволяюшим получать псевдослучайные сигналы с различными законами распределения. мгновенных значений, и может быть использовано в ка5 честве генератора тестируюшего сигнала при физическом моделировании систем автоматического регулирования и связи, при построении стохастических преобразователей информации.

Известно устройство, позволяюшее формировать случайные и псевдослучайные сигналы с заданным распределением и содержашее блок сравнения, на входы которо; го подаются исходная случайная (псевдослучайная) последовательность и детерминированная функция, обуславливаюшая требуемое распределение f1) .

Указанное устройство позволяет полу- 20 чать на выходе только дискретный сигнал.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является re2 нератор псевдослучайных сигналов, со держашйй интегратор, выход которого является выходом генератора, блок сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи соответственно, а вторая группа входов блока сравнения соединена с выходами счетчика соответственно, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов (2J .

Известное устройство обладает недос- таточной стабидьностью статистических характеристик, Бель изобретения — повышение точности вероятностных характеристик генератора.

Для достижения поставленной пели генератор псевдослучайных сигналов содержит генератор" пачки импульсов, элемент И, переключатель и синхронизатор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блока сравнения и генератора тактовых им7446

40

3 пульсов, а прямой и инверсные выходы синхронизатора соединены с суммирующим и вычитаюшим входами интегратора соответственно, установочный вход которого через переключатель соединен со входом генератора пачки импульсов, cî

5 входом "сброс" счетчика и подключен к выходу элемента И, входы которого соединены с выходами счетчика соответственно; выход генератора пачки импульсов 10 соединен со входом регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи.

На фиг. 1 представлена блок-схема генератора, на фиг. 2 приведена схема

15 блока сравнения.

Генератор псевдослучайных сигналов содержит счетчик 1, выходы которого соединены с первыми ъходами блока 2 сравнения и входами элемента 3 И. Выход элемента 3 И подключен непосредственно к установочному входу счетчика 1 и через генератор 4 пачки им: пульсов к тактовому входу регистра 5 сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, выходы которого соединены со входами блока 2 сравнения, выход которого через синхронизатор

6 соединен со входами интегратора 7,: другой вход синхронизатора 6 объединен со входом счетчика 1 и соединен с выходом генератора 8 тактовых импульсов. Выход элемента 3 И через переключатель 9 соепинен со вхопом интегратора 7. 35

Блок 2 сравнения содержит интегрирующие цепочки 10, алементы 11 И, элемент 12 ИЛИ, элемент 13 И, первые входы которых соединены непосредственно с прямыми выходами счетчика 1, а другие через интегрирующие цепи 10— ! с инверсными выходами счетчика 1. Выходы алементов 13 И соединены.с первыми входами алементов 11 И, вторые входы которых подключены к выходам 45 блока с, а выходы через элемент 12

ИЛИ соединены со входом ключа 6.

Генератор работает слепующим образом.

Импульсы с выхода генератора Я тактовых импульсов, поступая на тактовый вход счетчика 1, обеспечивают образова-. ние íà его выходах параллельного двоичного т1 -разрядного кода натурального ряда чисел от 0 до 2 — 1. На выхопе элемента 3 И образуются импул ьсы при эреходе этого разряда счетчика 1 из состояния 0 в состояние 1", Пере84 хоп нз 0" в 1 с приходом каждого тактового импульса происходит лишь в одном разряде счетчика 1. На вторые входы блока 2 сравнения поступает код числа, зафиксированного в регистре 5 сдвига. Импульс, сформированный на выходе одного из элементов 13, проходит на выход блока 2 через элемент 11 И и элемент 12 ИЛИ лишь при наличии 1" в соответствующем разряде параллельного

11 -разрядного кода псевдослучайного числа.

При формировании информационного импульса на выходе L -oro элемента 13 И и отсутствии "1" в 1. -ом разряде псевдослучайного числа, инфбрмационный импульс на выход блока 2 не проходит. Импульс, проходящий на выход блока 2 и поступающий на вход синхронизатора 6, вызывает появление на прямом выходе синхронизатора 6 сигнала разрешения заряда интегратора 7, длительность которого равна периоду следования тактовых импульсов. При отсутствии импульса на входе синхронизатора 6, на инверсном выходе формируется сигнал разрешения разряда интегратора, аналогичной длительности.

Таким образом, с приходом каждого тактового импульса, интегратор 7 начинает заряжаться, либо разряжаться постоянным током в течение интервала времени, равного периоду тактовых импульсов. При достижении счетчиком 1 своего максимального (минимального) состояния, что фиксируется элементом 3 И; производится сброс счетчика 1 в минимальное (максимальное) состояние и запуск генератора

4 пачки импульсов. При атом на выходе генератора 4 формируется один, два или ,;. 1.1 импульсов, период следования которых значительно меньше периода слепования тактовых импульсов, производящих генерашпо нового псевдослучайного числа, Изменение количества коротких импульсов в пачке, формируемой по сигналу элемента 3 И позволяет, в известных пределах, управлять автокорреляционной функцией псевдослучайных чисел, что в конечном итоге позволяет управлять законом распределения и корреляционными свойст вами выходного псевдослучайного сигнала.

Поступление первого тактового иМпульса. начинает преобразование параллельного

Н -разрядного кода нового псевдослучайного числа в последовательный число-импульсный код на выходе блока 2 с определенными свойствами, которое продолжается в течение (2 -1) тактов. Такич об84 6 является выходом генератора, блок сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи соответственно, а вторая группа входов блока сравнения соединена с выходами счетчика соответственно, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точн6сти генератора, он содержит генератор пачки импульсов, элемент И, переключатель и синхронизатор, первый и второй входы которого соединены соответственно с вМходами блока сравнения и генератора тактовых импульсов, а

/ прямой и инверсные выходы синхронизатора соединены с суммирующим и вычитающим входами интегратора соответст венно, установочный вход которого через переключатель соединен со входом генератора пачки импульсов, со входом сброс счетчика и подключен к выходу элемента

И,входы которого соединены с выходами счетчика соответственно, выход генератора пачки импульсов соединен со входом регистра сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной связи.

1. Яковлев В. В., Федоров P. Ф.

Стохастические вычислительные машины.

З5 Jl., Машиностроение", 1974, с. 78.

5 7446 разом, пеииод выходного сигнала Т равен

Т= (2 — 1) М ° 1д, где 9 — период последовательности псевдослучайных чисел на выходе блока 5; — период следования тактовых имо пульсов.

При замыкании переключателя 9 производится установка интегратора 7 в исход- 1О ное состояние, т.е. каждое преобразование начинается с постоянными начальными условиями. В таком режиме работы изме. нение количества импульсов, в пачке на выходе генератора 4 приводит к изменению лишь корреляционных свойств выходного сигнала. Изменение закона распределения выходного сигнала в этом режиме возможно за счет использования генератора псевдослучайных чисел с раэ- рц личными распределениями.

Предлагаемое устройство при малых: аппаратурных затратах и отсутствии необходимости в цифроаналоговом преобразователе обеспечивает получение непре- 25 . рывных псевдослучайных сигналов со стабильными вероятностными и корреляционными свойствами, так как число аналоговых узлов сведено к минимуму (amerратор), Использование изобретения в ка- 30 честве источника вспомогательного случайного процесса при стохастическом аналого-цифровом преобразовании позволяет исключить ошибку преобразования, обусловленную дискретностью вспомогательного случайного процесса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертйэе

@ормула изобретения

Генератор псевдослучайных сигналов, содержащий,интегратор, выход которого

2. Авторское свидетельство СССР № 389501, кл. G 06 Р 1/02, 1971 (прототи и) .

744684

Qb,г. 2

Составитель А. Карасов

Редактор И, Нанкина Техред Э, Фечо Корректор C ° I>M

Заказ 3821/17 ЧЪцзаж 641 - "-Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушскаи наб., д, 4/5

Филиал ПГЙ "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4