AT234401B - Generator einer unabhängigen Zufallsfolge, besonders einer digitalen Zufallsfolge von binären Impulsen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Generator einer unabhängigen Zufallsfolge, besonders einer digitalen Zufallsfolge von binären Impulsen 
Die Erfindung betrifft Generatoren eines zufälligen Prozesses in der Form einer digitalen Folge binärer
Impulse mit Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens vom Werte 0, 5, besonders die Endstufe solcher Generatoren, welche die Genauigkeit des Wertes der Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Impulse erhöhen soll. 



   In solchen Generatoren wird von einer zufällig verlaufenden Rauschspannung durch bekannte Mittel eine Impulsfolge abgeleitet. Die Impulse dieser Folge haben sowohl eine zufällig veränderliche Frequenz, als auch eine zufällig veränderliche Amplitude, manchmal auch eine veränderliche Form. Diese zufällige Impulsfolge ist aber einesteils schon nicht mehr eine unabhängige Zufallsfolge, anderseits ist sie derart kompliziert, dass sie zur Anwendung bei numerischer Lösung verschiedener Zufälligkeitsprobleme (z. B. 



  Kernphysik, Wirtschaftsplanung, Verkehrsleitung, Wahrscheinlichkeitstheorie u. dgl.) nicht geeignet ist. 



  Da numerische Rechenmaschinen mit einem festen Takt arbeiten, muss zu ihrer Speisung eine neue zufällige Impulsfolge gebildet werden, deren Wiederholungsfrequenz der Taktfrequenz der gespeisten Rechenmaschine entspricht. In dieser Zufallsfolge ist also nur das Auftreten oder der Ausfall der Impulse zufällig, die Frequenz der zugehörigen Augenblicke des Auftretens oder Ausfalles ist dagegen fest vorbestimmt. Dabei muss der Wert der Wahrscheinlichkeit des Auftretens oder Ausfalles der Impulse mit grosser Genauigkeit eingehalten werden, um eben brauchbare Resultate zu bekommen. 



   Am häufigsten wird der Wert 0, 5 der Wahrscheinlichkeit angewendet, z. B. durch Bestimmung, ob im gegebenen Zeitabschnitt die Zahl der Impulse der von der Rauschspannung abgeleiteten Zufallsfolge eine gerade oder ungerade ist. Dies geschieht mittels Kippschaltungen. In der praktischen Ausführung verursacht die Kippschaltung beim Zählen einen bestimmten Fehler, da sie praktisch nicht absolut symmetrisch gemacht werden kann ; auch können keine gänzlich gleichmässigen Anstossimpulse odes Anstösse erzielt werden. Dieser Fehler äussert sich im Ausgang unmittelbar dadurch, dass die Wahrscheinlichkeit der entstandenen binären Folge 0, 5 mit einem gewissen Fehler behaftet ist.

   Da sich die dynamischen Eigenschaften der Kippschaltung mit der Zeit ändern, ändert sich auch dieser Fehler, was den verlässlichen Gang des Generators bei langdauerndem Betrieb ungünstig beeinflussen kann. 



   Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteiles. Dies wird bei einem Generator einer unabhängigen Zufallsfolge, besonders einer digitalen Zufallsfolge von binären Impulsen, mit grosser Genauigkeit der Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens vom Werte 0, 5 erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass Mittel vorgesehen sind, die in einer ursprünglichen digitalen Zufallsfolge binärer Impulse von einer vorbestimmten einstellbaren Wiederholungsfrequenz in Gruppen mit einer geraden Anzahl von hintereinanderfolgenden Impulsen Summen der Impulse modulo 2 durchführen. Durch diesen erfindungsgemässen Generator wird der Ausgangsfehler dermassen herabgesetzt, dass bei den meisten Berechnungen der Fehler einen praktisch gänzlich vernachlässigbaren Einfluss ausübt. 



   Im weiteren wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bedeuten Fig. 1 das Blockschaltbild der erfindungsgemässen   Vorrich-   tung, Fig. 2 die schematische Darstellung der Impulsfolgen in der Vorrichtung und Fig. 3 das detaillierte Schaltschema der erfindungsgemässen Vorrichtung. 



   Zuerst soll die theoretische Grundlage des Erfindungsgedankens erläutert werden. 



   Wie bekannt, ist bei einer Folge von zwei unabhängigen Impulstypen A und B   (z. B. bedeutet"A"das   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

    (A) = 0, 5der Spannungsabfall   am Kathodenwiderstand R43. Dadurch sinkt die negative Vorspannung der Signalröh- ren E3, E4, so dass eine von ihnen, welche aus dem Kreise VI eine positivere Vorspannung als die andere bekommt, leitend wird und an ihrer Anode einen Impuls erzeugt. 



   Anschliessend folgt ein Nulleinstellungsimpuls (Zeile V), welcher dem Gitter der Röhre E2 zugeführt wird und den Kreis VI nach durchgeführter Zählung der Anzahl der "ja" Impulse in eingestellter Gruppe immer in denselben Zustand einstellt. 



   Es ist ersichtlich, dass die Kreise IV und V nur zur Verzögerung der Tast- und Nulleinstellungsimpulse dienen. 



   Selbstverständlich können alle Kreise schaltungsmässig beliebig variiert werden, wenn ihre Funktion beibehalten bleibt. Dadurch wird der Gegenstand der Erfindung nicht geändert. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Generator einer unabhängigen Zufallsfolge, besonders einer digitalen Zufallsfolge von binären
Impulsen, mit grosser Genauigkeit der Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens vom Werte 0, 5, dadurch ge- kennzeiohnet, dass Mittel vorgesehen sind, die in einer ursprünglichen digitalen Zufallsfolge binärer Im- pulse von einer vorbestimmten einstellbaren Wiederholungsfrequenz in Gruppen mit einer geraden Anzahl von hintereinanderfolgenden Impulsen Summen der Impulse modulo 2 durchführen.

Claims (1)

1. 2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine ursprüngliche digitale Zufalls- folge von binären Impulsen (A) an einen als Addiereinrichtung modulo 2 wirkenden Kippkreis (VI) ange- legt ist, an dessen Ausgänge die Eingänge der als Tastkreise, z.

   B. unter Verwendung von Taströhren (E3, E4) ausgebildeten Auswertekreise (VII-0, VII-1) mit den Ausgängen ("0". "1") der Zufallsfolge mit ge- nauererWahrscheinlichkeitangeschlossensind, welche den Zustand des Kippkreises (VI) nach einer Addie- rung auswerten (angeben), wobei der Eingang der Steuerimpulse der Auswertekreise (VII) an den Aus- gang eines monostabilen Kippkreises (IV), dessen Eingang mittels eines Umschalters (III) wahlweise an den Ausgang der die Frequenz der ursprünglichen Zufallsfolge (A +B) mit einem geraden Faktor teilen- den Kippkreise angeschlossen ist und wobei der Addierkippkreis (VI) noch an den Ausgang eines weiteren, dem ersten Kippkreis (IV) nachgeschalteten monostabilen Kippkreis (V) angeschlossen ist, wodurch er (VI)

   immer nach Ablauf einer geraden Impulszahl der usprünglichen Zufallsfolge (A + B) nach der durchge - führten Addierung einer Gruppe von Impulsen in eine stets gleiche Ausgangslage gebracht wird.