Генератор случайных импульсных потоков

 

Союз Соеетсиик

Социалистичесиик

Республик

ОП ИСАИИЕ

И,ЗОЬРЕТЕ Н ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 12.06.78 (21) 262868 1/18-24 (5i)M. Кл.

G 06 F 1/02

G 07 С 15/ОО с присоединением заявки М—

Гевударстиввб клилтет

СССР

se млаи лзвбретввлл л вткритлл (2З)ПрноритетОпубликовано 15.07.80 Бюллетень Я26

Дата опубликования описания 17,07,80 (53) УДК 681.325 (088 8) (72) Автор изобретения

В, И. Глушань

f (7I) Заявитель

Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ IIOTOKOB

Изобретение относится- к области вычислительной техники и может быть использовано при моделировании случайньсх процессов и систем.

Известен генератор случайных импульсных потоков, содержаший генератор пу5 ассоновского потока импульсов, вероятностный 1-К-полюсник, набор элементов

И, блоки прореживання, элемент ИЛИ fl), Вьасод генератора пуассоновского потока импульсов соединен с первыми входами элементов И, второй вход каждого иэ которых соединен с соответствуюшнм выхо дом вероятностного 1-К-полюсника. Выходы всех элементов И соединены с соот-, ветствуюшими входами элементов ИЛИ через блоки прореживания. Выход элемен« та ИЛИ соединен обратной связью с вероятностным 1-К-попюсником.

Этому генератору присуши такие недостатки, как большая погрешность при воспроизведении усеченных законов распределения интервалов (например, равномерного и т.д.) и громоздкость конст2 рукции эа счет использования большого количества счетчиков.

Известен также генератор случайных импульсньм потоков, содержашяй счетчик, на счетный вход которого подается пуассоновский поток импульсов, а разрядные выходы через дешифратор подключены к первой группе входов блока элементов И соответственно, вторая группа входов которого соединена с выходами вероятност ного 1- -nonmdnwa соответственно, а их выходы через элемент ИЛИ подключены к вьмоду генератора и ко входам Сброс счетчика и вероятностного 1-K-полюсника (2)

Недостатком этого генератора являет ся ограниченный класс решаемых задач.

Наиболее близким техническим решением в предлагаемому изобретению является генератор случайных импульсных,потоков, содержаший генератор пуассоновского потока импульсов, выходом подключенный ко входу основного счетчика, разрядными выходами соединенного со вхо3 дами дешифратора, блок элементов И, первыми аходами соединенными с соответ748 3

50 ствующими выходами дешифратора, а вторыми — с выходами вероятностного 1-Еполюсника (3$ . Выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ. Устройство содержит также последовательно сОединенные генератор тактовых импуль с0В и дополнительный счетчик, выходом соединешсый с одним из входов упомяну-, того элемента ИЛИ, выход которого является выходом всего устройства и цепями обратной связи соединен со Входами Сброс обоих счетчиков и вероятностного 1-К-полюсника.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет управлять математическим ожиданием длины интер валов при неизменном законе распределе ния, что ограничивает его функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей генератора за счет регулирования математического ожидания. Для достижения с1оставленной цели в известный генератор случайных импульсных потоков, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, основной и дополнительный счетчики, выходы основНого счетчика соединены со входами первого дешифратора, выходы которого соединены с. первыми входами группы элементов И соответственно, вторые Входы которых соединены с выходами Вероятност» ного 1-К- поаюсника соответственно, а выходы группы элементов И через первый элемент ИЛИ соединены с выходом генераторов и со входом Сброс основного счетчика и вероятностного 1-К-полюсника, последний вход элемента ИЛИ соединен с последним выходом дополнительного счетчика, вход которого соединвй с выходом ис 1 Очника тактоВых импульсову Вве» дэны триггер, элемент И, элемент ИЛИ, элемент задержки, второй дешифратор и переключающий элвмв1 г, входы X0i ороГо соедпсвны с соответствующими вьасодами второго дешифратора, а выход соединен с единичным входом триггера и чврвэ эле- мент задержки с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого совдинвк с нулевым Входом триггера и подключен к вьасоду первого элемента ИЛИ, вьасод второго элемента ИЛИ соединен со входом Сброс дополнительного счетчика,-а единичный выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход

ier4ypro соединен с вьжодом -йстбчникв97 4 пуассоновского потока импульсов, выход элемента И соединен со Входом OCHDaHOго счетчика, выходы дополнительного счетчика соединены со входами второго дешифратора.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Поскольку генерируемые потоки случайных импульсов являются рекуррентными, т.е, с независимыми и одинаково распределенными интервалами между импульсами, то в таком потоке распределение длины интервала от некоторого произвольного момента времени до первого случайного импульса будет таким же, как и для всех интервалов между последующими импульсами. Поэтому выдачу каждого очередного случайно го импульса можно задерживать на любую постоянную величину и начинать их генерировать по истечении этого времени. При этом распределение интервалов будет таким же, как и в случае отсутсс вия задержки выдачи импульсов, но зато, изменяя время задержки, можно управлять математическим ожиданием длины интервала, На чертеже приведена структурная схема генератора.

Генератор содержит источник 1 пуассоновского потока импульсов, основной

2 и дополнительный 3 счетчики, дешифратор 4, группу элементов 5-1-5-К И, вероятностный 1-К-полюсник 6, источник тактовых импульсов 7, элемент 8 ИЛИ, . дешифратор 9, переключающий элемент

1О, элемент 11 ИЛИ, элемент 12 задерж ки, триггер 13 и. элемент 14 И. Выход источника 1, соединен с первым входом элемента 14 И, выходом соединенного со Входом счетчика 2, выходы которого подключены ко входам дешифратора 4, а выходы последнего присоединены к первйм входам элементов 5-1-5-К И,ко вторым Входам каждого ссх которых подключен соответствующий выход вероятностногоо 1-К-полюсника 6. Выход источника 7 соединен со входом счетчика 3, разрядные выходы которого соединены со входами дешифратора 9, последний выход счетчика 3 соединен с одним из входов элемента 8 ИЛИ, к другим входам которого подсоединены выходы элементов

5-1-5-К И. Любой из выходов дешифратора 9 через переключающий элемент 10 соединяется с единичным:Входом гера 13 и через элемент 10 соединяется с единичным входом триггера 13 и

5, 7483 через элемент задержки 12 - с одним из входов элемента 11 ИЛИ, второй вход которого соединен с нулевым входом триггера 13, входом,"Сброс" счетчика

2, входом вероятностного 1-К-попюсника

6 и выходом элемента 8 ИЛИ, являющимся выходом 15 всего устройства. Единичный выход триггера 13 соединен со вторым входом элемента 14 И, а выход элемента 11 ИЛИ соединен со входом "Сброс а счетчика 3, Вход 16 вероятностного 1-Кполюсника 6 служит для задания нужного закона распределения возбуждения его выходных шин. Элемент 12 задержки обеспечивает гарантированный сброс счетчика

3 в исходное состояние импульсом с соответствующего выхода дешифратора 9, Генератор сдучайных импульсных потс» ков, содержащий источник пуассоновского потока импульсов, основной и дополнительный счетчики, выходы основного счетчика соединены со входами первого дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходами вероятностного 1 Кполюсника соответственно, а выходы элэ» ментов И группы через первый элемент

ИЛИ соединены с выходом генератора и со входами Сброс" основного .счетчика и вероятностно 1-К-попюсника, последний вход элемента ИЛИ.соединен с последним Генератор работает следующим образом.

Пусть в некоторый момент времени на

20 выходе 15 генератора появится импульс. Этот импульс установит в нулевое. состояние триггер 13 и оба счетчика 2 и

3, а в вероятностном 1 К-полюснике с вероятностью Р возбудится > -й выход.

Соответственно этому будет открыт r-ый элемент И, но случайные импульсы от источника 1 на счетчик 2 поступать не будут, так как элемент 14 И будет закрыт нулевым потенциалом с единичного выхоЗО да триггера 13. На счетчик же 3 будут поступать тактовые импульсы с источника

7, и в некоторый момент времени на выходе дешифратора 9, который образует замкнутую цепь с выходом переипочателя

10, появится импульс. Этот ймпульс че35 рез элемент 12 задержки и элемент 11

ИЛИ установит в нулевое состояние счетчик 3, а триггер 13 — в единичное состояние непосредственно. С этого момен49 та единичным потенциалом с триггера 13 откроется элемент 14 И, и случайные импульсы от источника 1 будут поступать на счетчик 2, В. момент: поступления i ãî случайного имтульса на счетчик 2 на -ом

45 выходе дешифратора 4 также появится импульс, ксторый через огкрьггый элемент

5 - И и элемент 8 ИЛИ пройдет на выход генератора 15. Эгот импульс по цепям обратной связи воздействует на вхо59 ды Сброс обоих счетчиков 2 и 3, на вход вероятностного 1 К-полюсника 6 и иа нулевой вход триггера 13. В результате этого с определенной вероятностью вновь возбудится один иэ выходов вероят 55 костного 1-К-цопюсника 6, счетчики 2 и

3 обнулятся, триггер 13 перейдет в нулевое состояние. Вследствие этого посторит ся процесс формирования нового случайно97 4 го интервала, равного сумме двух: .weтоянного, определяемого номером выхода дешифратора 9, подключенного к выходу переключателя 10, и случайного эрланговского соответствующего порядка. Если эа время Т (где Т=(й-1)X -максимальный интервал воспроизводимого закона расггределения, 6, -емкость счетчика 3, V -период следования тактовых импульсов, вырабатываемых источником 7) случайный им пульс не ноявится ни иа одном из выходов элементов 5-1-5-К И, то и -й тактовый импульс от источника 7 поступит на выход счетчика 3 и через элемент 8 ИЛИ пройдет на выход устройства 15, и про цесс формирования очередного случайного интервала начнется сначжа.

Таким образом, с цомошью предлагаемого генератора, используя суперпозицию распределений Эрланга, удается получать произвольные законы распределения интервалов и управлять математическим ожиданием их длительности. Причем при подключенном последнем выходе счетчика 3 к одному из входов элемента 8 ИЛИ будет генерироваться усеченный закон распределения интервалов, при отключенном — неусеченный. Кроме того, управление математическим ожиданием длины интервалов может осушествляться в пределах от 0 до 100% относительно максимального интервала усеченного закона путем незначительного усложнения изва стного генератора, так как один и тот же счетчик 3 стал выполнять две функции: слежение за длиной текущего интервала, как и в известном генераторе, и допол-. нительную — обеспечение задержки выдачи случайного импульса на выход генератора.

Формула изобретения

7483 ююд

t.МиалаМКамЫ ..:. - -(-.:-..

ПНИИПИ Заказ 4356/12 Тираж 751 Подписное

Фроим ППП Патеит", г. Умгород, ул. Проектам, 4

l выходом дополнительного счетчика, вход которого соединен с выходом источника тактовых импульсов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет регулирования математического ожидания, он дополнитапьно содержит триггер, элемент И, второй элемент ИЛИ, элемент задержки, второй дешифратор и переключающий элемент, входы которого соединены с соответствующими выходами второго дешифратора, а выход соединен с единичным входом триггера и через элемент задержки с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с нулевым входом триггера и подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен со входом

97 B Сброса дополнительного счетчика, единичный выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход гсоторого соединен с выходом источника пуассоновского потока импульсов, выход элемента И соединен со входом основного счетчика, выходы дополнительного счетчика соединены со входами второго дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 504196: кл. (а 06 F 1/02, 1974, 2. Авторское свидетельство СССР

М 543004, кл G 08 F 1/02, 1975е

3. Авторское свидетельство СССР

N 588550, кл, G 06 F 1/02, 1976 (прототип) .