DE2111428C3

DE2111428C3 - Generator zur Erzeugung einer zufälligen oder pseudo-zufälligen Ziffernfolge

Info

Publication number: DE2111428C3
Application number: DE19712111428
Authority: DE
Inventors: Andre Courbevoie Seignol (Frankreich)
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1970-03-10
Filing date: 1971-03-10
Publication date: 1974-01-31
Also published as: GB1297225A; NL7103144A; DE2111428B2; FR2082303A5; DE2111428A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Generator zur Erzeugung einer zufälligen oder pseudozufälligen binären Ziffernfolge, bei der die Wahrscheinlichkeit der Ziffern 1 gleich einem von Q vorbestimmten

Werten gewählt werden kann, mit einer Synchronisieranordnung, einem Verschieberegister, dessen Eingang eine zufällige oder pseudozufällige Folge von Binärziffern zuführbar ist, bei welcher die Wahrscheinlichkeit der Ziffern 1 im wesentlichen gleich der Wahrscheinlichkeit der Ziffern O ist, einer Hauptdecodierungsanordnung, welche die Decodierung der Zustände einer Menge von möglichen Zuständen des Registers im Verlauf von Prüfintervallen ermöglicht, wobei die Menge aus Q Mengen ausgewählt werden

kann, die jeweils einem der Q Wahrscheinlichkeitswerte zugeordnet und so gewählt sind, daß die Wahrscheinlichkeit der Decodierung eines Zustandes, der zu einer gegebenen Menge gehört, gleich dem dieser Gruppe zugeordneten Wahrscheinlichkeitswert

ist, mit Q Hauptausgängen, die jeweils einem der Q Wahrscheinlichkeitswerte und einer der Q Zustandsmengen zugeordnet sind, und mit einer Anordnung, die an dem der gewählten Zustandsmenge zugeordneten Hauptausgang eine Ziffer 1 erscheinen

läßt, wenn ein zu dieser Menge gehörender Zustand im Verlauf eines Prüfintervalls decodiert worden ist, und im entgegengesetzten Fall eine Ziffer O.

Bei einem bekannten Generator dieser Art (IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 11, Nr. 12, Mai 1969, S. 1718/1719) werden die Ziffern 1 einer Ziffernfolge mit der maximalen Wahrscheinlichkeit W_m = ¹V der Ziffern 1 durch die Koinzidenz von Ziffern 1 in b Stufen des Verschieberegisters erhalten. Man erhält dann Ziffernfolgen mit zunehmend eeringer werdenden Wahrscheinlichkeiten WJ2, WJ2³, W_mi2* usw., wenn die Zahl der Registerstufen, für welche die Bedingung der Koinzidenz der Ziffern 1 gestellt wird, fortschreitend erhöht

wird. Dabei entspricht die Abstufung der Wahrscheinlichkeitswerte einer geometrischen Riihe, und es kann insbesondere keine Wahrscheinlichkeit zwischen W_1n und WJl erhalten werden. Außerdem ist es insbesondere für Benutzer, '.'ie an das Dezimalsystem gewöhnt sind, oft erwünscht, die Wahrscheinlichkeitswerte in Prozentsätzen auszudrücken.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Generators zur Erzeugung einer zufälligen oder pseudozufälligen Ziffernfolge, bei welcher die Wahrscheinlichkeit der Ziffern 1 mit feiner und gleichmäßiger Abstufung auf einen von mehreren durch Prozentsätze ausgedrückten Werten einstellbar ist.

Nach der Erfindung wird bei einem Generator der eingangs angegebenen Art dies dadurch erreicht, daß das Verschieberegister fünf Stufen und somit 32 mögliche Zustände aufweist, daß eine Hilfsdecodierungsanordnung vorgesehen ist, welche im Verlauf von wiederkehrenden Zeitintervailen, die jeweils den Prüfintervallen vorangehen, das Vorhandensein des einen oder des anderen von zwe^; vorbestimmten verbotenen Zuständen des Verschieberegisters feststellt und zutreffendenfalls den festgestellten verbotenen Zustand durch einen anderen, aus den 30 anderen möglichen erlaabten Zuständen des Registers zufällig oder quasizufällig ausgewählten Zustand ersetzt, und daß jede Zustandsmenge durch 3 η erlaubte Zu- »tände des Verschieberegisters gebildet ist, wobei η eine positive ganze Zahl ist, die kleiner als 10 und für jede Zustandsmenge anders ist.

Bei dem in der vorstehenden Weise ausgeführten Generator ist die Wahrscheinlichkeit der Ziffern 1 in Werten einstellbar, die beliebige Vielfache von 10⁰Zo der maximalen Wahrscheinlichkeit 1 : 1 sind. Wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Generator so ausgebildet ist, daß Q = 9 vorbestimmte Wahrscheinlichkeitswerte vorgesehen ■ind und daß eine Umschaltvorrichtung vorgesehen ist, mit der wahlweise einer der neun Hauptausgänge mit einem Wählausgang des Generators verbunden werden kann (»selektiver Generator«), kann jede Wahrscheinlichkeit zwischen 10°, ο und 90% in Stufen von lO°/o eingestellt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Generator so ausgebildet werden, daß die Stufen der Wahrscheinlidhkeitswerte beliebig fein dekadisch unterteilt sind, so daß also beispielsweise alle Wahrscheinlichkeitswerte zwischen 1 und 99" ο in Stufen von I⁰O oder auch alle Wahrscheinlichkeitswerte zwischen 0,1 und ^9,9% in Stufen von 0,1⁰Zo einstellbar sind.

So ist ein Generator zur Erzeugung zufälliger binärer Ziffernfolgen, bei denen die Wahrscheinlichkeit der Ziffern »1« mit einer Genauigkeit von 1/10* einstellbar ist (h = ganze Zahl > 1) nach der Erfindung so ausgebildet, daß h selektive Generatoren nach Anspruch 3 vorgesehen sind, denen eine gemeinsame Synchronisieranordnung zugeordnet ist, daß jeder der (/ι — 1) ersten Generatoren eine dritte Decodierungsanordnung enthält, die während der Prüfintervalle das Vorhandensein irgendeines der Zustände einer zehnten Menge von vorbestimmten erlaubten Zuständen des entsprechenden Verschieberegisters feststellt, wobei diese zehnte Menge durch drei ZustänJe gebildet ist, die in keiner der neun ersten Mengen vorkommen, und die an einem Hilfsausgang wehrend der Prüfintervalle eine Ziffer »1« liefert, wenn das Vorhandensein eines der Zustände der zehnten Mt'nge festgestellt worden ist, während sie im entgegengesetzten Fall die Ziffer »0« liefert, daß h — I Und-Galler vorgesehen sind, von denen das /-te Und-Gatter (/ = 1, 2 ... h — 1) mit /' + 1 Eingängen vei sehen ist, die mit den Hilfsausgängen der / ersten selektiven Generatoren und mit dem Wahlausgang des (i-fl)ten selektiven Generators verbunden sind, und daß ein Oder-Gatter mit h Eingängen vorgesehen ist, die mit dem Wählausgana des

ίο ersten selektiven Generators und mit den Ausgängen der Ii - i und-Gatter verbunden sind.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispieishalber beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 das Blockschema eines erfindungsgemäßen

Generators, mit dem Ziffernfolgen erhalten werden können, bei denen die Wahrscheinlichkeit der Ziffern »1« zwischen 10 und 90%> in Stufen von 10°Ό ei"stclibor ist.

F i g. 2 das Blockschema eines erfindungsgemäßen

Generators, mit dem "iffernfolgen erhalten wurden können, bei denen die Wahrscheinlichkeit der Ziffer »1« zwischen 0,1 und 99,9% in Stufen von 0,1% einstellbar ist, und

F i g. 3 Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wir-

kungsweise der Generatoren von Fig. 1 und 2.

Als Beispiel wird angenommen, daß die Ziffern 1 durch einen positiven Spannungswert und die Ziffern 0 durch den Spannungswert Null dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt einen Generator 11, der Rechtecksignale W der Frequenz 1OF und der Periode 2Γ liefert, wobei F die Frequenz der Erzeugung der Ziffern der Ausgangsfolge und 20 7 die Dauer dieser Ziffern sind. Der Generator 11 speist einen Taktgenerator 12, der an seinem ersten Ausgang 13 Impulse/, mit der Frequenz 5 F und der Dauer 2 Γ und an seinem zweiten Ausgang 14 Impulse /„ mit der Frequenz 5 F und der Dauer 7 abgibt. Die Signale W, I₁ und I₂ sind in Fig. 3 dargestellt.

Der Ausgang 13 des Taktgenerators 12 ist mit dem Eingang eines Zählers 15 der Kapazität 5 verbunden, der jeweils nach dem Empfang einer Folge von fünf aufeinanderfolgenden Impulsen /, einen Impuls /₃ der Dauer 47 (Fig. 3) liefert.

Zur Vereinfachung der Beschreibung wird die Zeit 7 als Zeiteinheit gewählt, und als Zeitursprung wird die ansteigende Flanke eines Impulses /., gewählt, so daß diese Impulse mit der Frequenz F zwischen den Zeitpunkten 20/?; und 20m + 4 erschei-

nen, wobei m eine ganze Zahl ist. Die Impulse /, sind zwischen den Zeitpunkten Ap — 2 und Ap und die Impulse /., zwischen den Zeitpunkten 4p — 3 und 4p - 2 vorhanden, wobei ρ ebenfalls eine ganze Zahi ist.

Die Impulse /₃ werden dem ersten Eingang eines Und-Gatters 21 zugeführt, dessen zweiter Eingang die impulse I₂ empfängt.

Dieses Und-Gatter liefert also Impulse /₍ der Dauer 7 mit der Frequenz F, wobei diese Impulse /,

zwischen den Zeitpunkten ?,0 ta + 1 und 20/n-f 2 erscheinen.

De^1- Ausgang 13 des Taktgencrators 12 ist andererseits mit dem Eingang eines Zufallsgenerators 6 von an sich bekannter Art verbunden. Bekanntlich besteht ein solches Gerät aus einer Rauschquelle und einer periodisch arbeitenden Rauschdetektoranordnung, wobei der Ausgang der Ryjschdetektoranordnung eine Anordnung steuert, die entweder die Zif-

fer 1 (positiver Spannungswert) oder die Ziffer 0 (Spannungswert 0) abgibt, je nachdem, ob das Rauschen einen bestimmten Schwellenwert überschreitet oder nicht, wobei dieser Schwellenwert mit großer Genauigkeit so eingestellt ist, daß die Ziffern 1 und 0 mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten.

Der Zufallsgenerator 6 wird durch die abfallenden Flanken der Impulse /, so synchronisiert, daß er für jede dieser Flanken eine Ziffer der Dauer 4 T liefert, wobei diese Ziffern zeitlich aneinanderstoßen und zwischen den Zeitpunkten 4t/ und 4(q + 1) erscheinen, wobei q eine ganze Zahl ist. In Fig. 3 ist eine Folge X solcher Ziffern dargestellt.

Der Ausgang des Zufallsgenerators 6 ist mit dem Eingang eines fünfstufigen Verschieberegisters 7 verbunden, das mit Stufenausgängen 1, 2, 3, 4, 5 versehen ist.

Die fünf Stufen des Registers 7, dessen übliche Fortschalteeinrichtung nicht dargestellt ist, zeigen die Ausgangssignale des Zufallsgenerators 6 an, aber mit zeitlichen Verschiebungen der Dauer 4 7", 8 7 usw.

Das Verschieberegister 7 kann 2·'· = 32 verschiedene Zustände annehmen, die mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten und in der nachfolgenden Beschreibung durch die Ziffernfolge bezeichnet sind, welche die verschiedenen Stufen vom Eingang zum Ausgang hin anzeigen.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip besteht darin:

1. Das Verschieberegister zur Lieferung der Ausgangsziffernfolge nur in sogenannten Prüfzeitpunkten zu verwenden, in denen es nur 30 Zustände gleicher Wahrscheinlichkeit haben kann, die »erlaubte Zustände« genannt werden:

2. zur Erzielung cinef Wahrscheinlichkeit der Form lfl/i 100 (n = positive ganze ZahKIO) eine Gruppe von 3/i Zuständen vorzugeben, die aus den 30 erlaubten Zuständen ausgewählt werden und »günsligc Zustände« genannt werden, und bei jeder Prüfung eine Ziffer 1 zu erzeugen, wenn das Register sich in einem dieser 3« »günstigen« Zustände befindet, während im entgegengesetzten Fall eine Ziffer 0 erzeugt wird.

Zur Erzielung der ersten Stufe werden zwei vorbcstimmie Zustände vorgegeben, die bei den Prüfungen unmöglich gemacht werden sollen; es ist offensichtlich einfacher, daß sich diese beiden Zustände nur durch eine Ziffer unterscheiden, beispielsweise durch die Ziffer der füp^f*.en Stufe. Man beseitigt beispielsweise die beiden Zustände 11110 und 11111, die zusammen umkehrbar eindeutig der Ziffernfolge 1111 (also der Zahl 15 in dezimaler Zahlendarstellung) in den ersten vier Stufen entsprechen.

Zu diesem Zweck sind die vier Ausgänge 1 bis 4 des Verschieberegisters 7 mit vier Eingängen eines Und-Gatiers 22 verbunden, das fünf Eingänge hat, wobei der fünfte Eingang 42 die Impulse /₄ des Und-Gatters 21 empfängt. Tn diesem Fall und in den entsprechenden Fällen sind die Verbindungen zwischen den Stufenausgängen des Verschieberegisters 7 und den Eingängen des Und-Gatters jeweils nur an den beiden Cnden bezeichnet, damit die Zeichnung nicht zu unübersichtlich wird.

Das Und-Gatter 22 führt also eine Überprüfung des Zusiands des Verschieberegisters während der Zeitinten alle durch, die durch die Impulse T₁ bestimmt -hui. und es liefert einen Impuls /. von gleicher Dauer wie diese, wenn das Verschieberegister einen der beiden verbotenen Zustände aufweist.

Die Anordnung enthält einen »modulo 15«-Binärzähler 41 der Kapazität 15, der nacheinander die Zahlen 0 bis 14 anzeigt. Dieser Zähler empfängt an seinem Eingang 44 eine Folge von Binärziffern gleicher Wahrscheinlichkeit mit der Dauer 4 T, die sich zeitlich aneinanderschließen. Diese Ziffernfolge kann beispielsweise von einem weiteren Zufallsgenerator

ίο 45 mit gleicher Phasenlage wie die von dem Zufallsgenerator 6 gelieferte Ziffernfolge geliefert werden. Eine solche Ziffernfolge ist bei Y in Fig. 3 dargestellt.

Der Zähler 41 enthält eine differenzierende Ein-

t5 gangsschaltung bekannter Art, so daß er durch die (in Fig. 3 durch ein Kreuz im Signal Y markierten) Übergänge der Eingangsziffernfolge von 0 nach 1 und von 1 nach 0 jeweils um eine Einheit fortgeschaltet wird. Diese Übergänge entstehen in den

ao Zeitpunkten 4 q, wobei q eine ganze Zahl ist, wobei für das Vorhandensein eines solchen Übergangs und für das Fehlen eines solchen Übergangs in einem Zeitpunkt Aq die gleiche Wahrscheinlichkeit besteht, da auch die Ziffern 1 und 0 in der Ziffernfolge Y

mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten.

Die '·, \z\ Ausgänge des Zählers 41 sind mit Hilfseingängen der vier ersten Stufen des Verschieberegisters 7 über vier Und-Gatter 31 bis 34 verbunden, die durch die Ausgangsimpulse des Und-Gatters 22 derart entsperrt werden, daß die Übertragung des Zustands des Zählers 41 in das Verschieberegister 7 bei der abfallenden Flanke der Impulse /, erfolgt (von denen jeder mit einem Impuls /. zusammenfällt).

Dies bedeutet also, daß in den Zeitpunkten 20 hi + 2 ein eventuell vorhandener verbotener Zustand des Registers 7 durch einen nicht verbotenen Zustand ersetzt wird.

Die Prüfungen erfolgen während der Zeitintervalle 20/71 f 2 bis 20w + 4, die den Impulsen I₆ (F i g. 3] entsprechen, die von einem Und-Gatter 36 gelieferl werden, dem einerseits die Ausgangsimpulse /, de< Taktgenerators 12 und andererseits die Ausgangsimpulse /.. des Zählers 15 zugeführt werden." Da; Verschieberegister wird also zwischen zwei aufeinanderfolgenden Prüfungen wieder vollständig gefüllt.

Die in F i g. 1 dargestellte Prüfschaltung onthäl neun Ausgänge, die mit den entsprechenden Prozent-Sätzen 10, 20, 30 ... 90 bezeichnet sind, und ge gebenenfalls einen HilfskopplungsausgangSl, des sen Zweck später zu erkennen sein wird. Diesel Hilfsausgang ist dazu bestimmt, ebenso wie der Aus gang 10 eine Ziffernfolge mit einer Wahrscheinlich keit von lO°/o für die Ziffern 1 zu liefern.

Als Beispiel ist angenommen, daß die dargestellt! logische Schaltung für die verschiedenen Wahr scheinlichkeiten die in der nachfolgenden Tabelli angegebenen Gruppen S von »erlaubten« Zuständei verwendet.

Zur Klarstellung der Bezeichnungen wird der Zu stand der Stufe/ (;=1, 2, 3, 4, 5) des Register durch / oder durch ; ausgedrückt, je nachdem, ob dii Stufe die Ziffer 1 oder die Ziffer 0 anzeigt.

Der Zustand des Registers wird natürlich durcl die Zustände der fünf Registerstufen dargestellt Eine Untergruppe von erlaubten Zuständen des Re gisters, die durch Bedingungen ^kennzeichnet isl

die nur cine bestimmte Anzahl von Registerstufen Midien, wird einfach durch den Zustand dieser Registerstufen dargestellt. Γ-ine Untergruppe von erliiuhlcn Zustünden, die durch Bedingungen definiert ist. die in {m </) Stufen betreffen, ist durch 2^:·'"' I. 2-V-'" 2 oder 2^r- '' Zustände gebildet, je nachdem, oh die diese Untergruppe von erlaubten Zuständen kr* nzeichnenden Bedingungen durch den einen, den anderen oder den einen und den anderen der vcrholencn Zustände realisiert werden können oder die beiden verbotenen Zustände ausschließen. Die folgende Tabelle verwendet nur Untergruppen der letzten Art.

Λιιν juing	Wahr scheinlich keit (in Zehnteln)	Anzahl von zu decoilic- rcnilcn Zu stünden	Gruppen von »günstigen« Zustünden	33 + 234
IO	1	3	.V₁: TI34 + T2345	.V₁ ■ S₄
20	2	6	.S".,: 234+T234"	3 -ί -Τ23Ϊ
30	3	y	S.,: S, t S.,
40	4	12	.V₄	3-^; 35
50	5	15	.V,	.V, !-5_S
60	6	18	-^s«	1134- T 2 3 4 5
70	7	21	S.
80	8	24	.V,
90	>)	27	.V,,
51	I	3	.V

30 genannt. Ein solcher Generator ist dann »selektiv« Wenn seine Prüfschaltung eine Hilfsschaltung enthält, die an einem Hilfsausgang eine Hilfsziffern folge der angegebenen Art liefert, wird er selektivei Generator mit Hilfsausgang genannt.

Es ist angegeben worden, daß die Prüfungen während der Zeitintervalle erfolgen, die durch die Impulse /₍. bestimmt sind. Die beschriebene Prüfschaltung arbeitet in Wirklichkeit ohne Unterbrechung Es ist offensichtlich einfacher, die Auswahl nur mil Hilfe einer einzigen Torschaltung durchzuführen, die am Ausgang des Umschalters angeordnet ist.

F i g. 2 zeigt eine Anordnung, inil der eine Ziffernfolge erhalten werden kann, bei der sich der Prozentsatz der Ziffern 1 von 0,1 bis 99,9 in Stufen von 0,1 ändern kann.

Diese Anordnung besteht im wesentlichen aus drei selektiven Generatoren, von denen die beiden ersten mit einem Hilfsausgang ausgestattet sind, ao Diese Generatoren sind in geeigneter Weise miteinander verbunden, wobei die vom Generator 11, dem Taktgenerator 12, dem Zähler 15, dem Und-Gatter 21 und dem Und-Gatter 36 gebildete Synchronisieranordnung den drei Generatoren gemeinsam ist. Die die Hauptausgänge der drei Generatoren speisenden Prüfschaltungen können für die drei Generatoren ohne Nachteil gleich sein, und ebenso können die die Hilfsziffernfolgen liefernden Schaltungen bei den zwei ersten Generatoren einander gleich sein.

Die nicht gemeinsamen Bestandteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. I bezeichnet, aber jeweils um 100. 200 oder 300 vergrößert.

Die Bestandteile jedes selektiven Generators, abgesehen von der gemeinsamen Synchronisieranord-

lis ist zu bemerken, daß keiner der drei Zustände 35 nung und den Zufallsgeneratoren, sind durch einen der dem Hilfsausgang zugeordneten Gruppe S_n in einzigen Block 100. 200 bzw. 300 dargestellt, auf irgendeiner der Gruppen .V₁ bis S_a verwendet wird.

Man kann alle Dccodicrungen der vierten Spalte der Tabelle mit Hilfe von einfachen Und-Gattern durchführen, vorausgesetzt, daß die Ziffer einer Stufe/ des Registers invertiert wird, wenn die diese Stufe / betreffende Bedingung 1 lautet. Wenn beispielsweise die Registerstufen durch Kippschaltungen gebildet sind, ist es am einfachsten, wie in Fig. 1 dargestellt ist. jedem Ausgang / des Verschieberegisters. der die angezeigte Ziffer liefert, einen Hilfsausgang /" hinzuzufügen, der die komplementäre Ziffer liefert.

Da die Decodierung 3 durch eine an den Ausgang 3' angeschlossene Verbindung erfolgen kann. 5" genügen sieben Und-Gatter 61 bis 67, deren Anschlüsse sich aus der durchzuführenden Decodierung dadurch ableiten lassen, daß jeweils die Angabe )' an die Stelle der Angabe / in dem Ausdruck für die entsprechende Kombination gesetzt wird. Die durch die 55 Zeichen + in der vierten Spalte der Tabelle ausgedrückten Additionen werden mit Hilfe von Oder-Gattern 81 bis 89 durchgeführt, die jeweils die Ziffernfolgen liefern, in denen die Ziffern 1 die Wahrscheinlichkeiten von 1/10 bis 9/10 haben, und durch 60 schalters 320 sind mit den drei Eingängen eines ein Oder-Gatter 71, das die Hilfsziffernfolge liefert. Und-Gatters 92 verbunden.

Die Ausgänge der Oder-Gatter 81 bis 89 werden Haupiausgänge genannt und können mit neun festen Kontakten eines Umschalters verbunden werden, so daß die Stellung des beweglichen Kontaktarms des Umschalters die Wahrscheinlichkeit der Ziffern 1 in der Aussangsziffern folge des Umschalters bestimmt. Der Ausgang des Umschalters wird Wählausgang welchen der zuvor erwähnte Umschalter 120. 220 bzw. 320 folgt, der mit einem Ruhekontakt 0 und neun aktiven Kontakten versehen ist. die mit den Ausgängen der Oder-Gatter 81 bis 89 von Fig. 1 verbunden sind. Die beiden ersten Blöcke sind mit einem Hilfsausgang 151 bzw. 251 versehen, der die Hilfsziffernfolge liefert, in der die Ziffern I eine Wahrscheinlichkeit von 10"O haben.

Andererseits sind die Zähler 41 jedes selektiven Generators zur Einsparung von Schaltungsmitteln jeweils von dem Zufallsgenerator gespeist, der das Verschieberegister eines anderen Generators speist, so daß die Zufallsgeneratoren 106, 206, 306 gleichzeitig die Rolle der Zufallsgeneratoren 245, 345 bzw. 145 spielen.

Die Verbindungen der Schaltungen 100, 200 und 300 und der Ausgangsschaltungen sind in der folgenden Weise ausgeführt:

Der Ausgang 151 der Schaltung 160 und der Ausgang des Umschalters 220 sind mit den beiden Eingängen eines Und-Gatters 91 verbunden.

Der Ausgang 151 der Schaltung 100, der Ausgang 251 der Schaltung 200 und der Ausgang des Um-

Der Ausgang des Umschalters 120 und die Ausgänge der Und-Gatter 91 und 92 sind mit den drei Eingängen eines Oder-Gatters 93 verbunden.

Der Ausgang des Oder-Gatters 93 ist direkt mit dem ersten Eingang eines Und-Gatters 94 sowie über eine Inverterstufe 95 mit dem ersten Eingang eines Und-Gatters 96 verbunden. Die zweiten Eingänge

309685/387

Je.· Und-Gatter 94 und 96 empfangen die Impulse /„ von dem Und-Gattcr 36. Ihre Ausgänge sind mit den beiden Eingängen einer bistabilen' Kippschaltung 97 verbunden, die durch jeden Ausgangsimpuls des Und-Gatters 94 in den Zustand 1 und für jeden Ausgangsimpuls de·) Und-Gatters 96 in den Zustand 0 geht.

Die Wirkungsweise des Geiäts ist unmittelbar erkennbar. Sie soll unter der Annahme beschrieben werden, daß ein Anteil von 42,6 %> erhalten werden soll.

Die beweglichen Kontakte der Umschalter 120, 220 und 320 werden auf den vierten, den zweiten bzw. den sechsten aktiven Kontakt eingestellt.

Die Ausgänge des Umschalters 120, des Und-Gatters 91 und des Und-Gatters 92 liefern während der Prüfungen (Zeitintervalle von 20 m +2 bis 20/>i + 4) Ziffernfolgen, in denen die Ziffern 1 mit folgenden Wahrscheinlichkeiten auftreten:

0,4; 0,2 · 0,1 = 0,02; 0,6-0,1 · 0,1 = 0,006.

Diese Wahrscheinlichkeiten können sich am Ausgang des Oder-Gatters 93 addieren, weil die von einem selektiven Generator gelieferte Hilfszifternfolge den Zustand 1 nicht gleichzeitig mit der Ziffernfolge aufweisen kann, die mit Hilfe des entsprechenden Umschalters während eines Prüfintervalls gewählt wird.

Somit wird am Ausgang des Oder-Gatters 93 während der Prüfintervalle eine binäre Ziffernfolge erhalten, bei der die Ziffern 1 eine Wahrscheinlichkeit von 0,426, also 42,6°/o aufweisen.

In den Zeitintervallen von 20w -l· 2 bis 20/n I 4 liefert das Und-Gatter 94 die Ziffern 1 dieser Ziffernfolge in Form von positiven Impulsen, und das Und-Gatter 96 liefert die Ziffern 0 dieser Ziffernfolge in Form von positiven Impulsen.

Die ersten Impulse werden von der Kippschaltung 97 in Ziffern 1 der Dauer 20T- MF umgeformt.

ίο und die zweiten Impulse werden von der gleichen Kippschaltung in Ziffern 0 der Dauer 207' umgeformt, so daß die gewünschte kontinuierliche ZilTcrnfolge mit der gewünschten Folgefrequenz erhalten wird.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt. Insbesondere ist zu bemerken, daß eine Wahrscheinlichkeit bis auf 1/10'· genau mit Hilfe von h selektiven Generatoren erbalten werden kann, von denen die /1 — 1 ersten selektiven Generatoren einen Hilfsausgang aufweisen, sowie mit h — I Und-Gattern, von denen die Me (i = 1, 2 ... /1 — 1) mit (/ + 1) Eingängen versehen ist, die an die Hilfsausgänge der ( ersten selektiven Generatoren und an den Wählausgang des (1 + 1 )ten selektiven Generators angeschlossen ist, und mit einem Oder-Gatter mit /1 Eingängen, die an den Wählausgang des ersten selektiven Generators und an die Ausgänge der /t — 1 Und-Gatter angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Generator zur Erzeugung einer zufälligen oder pseudozufälligen binären Ziffernfolge, bei der die Wahrscheinlichkeit der Ziffer I gleich einem von Q verbestimmten Wert gewählt werden kann, mit einer Synchronisieranordnung, einem Verschieberegister, dessen Eingang eine zufällige oder pseudozufällige Folge von Binärziffern zuführbar ist, bei welcher die Wahrscheinlichkeit der Ziffern 1 im wesentlichen gleich der Wahrscheinlichkeit der Ziffern 0 ist, einer Hauptdecodierungsanordnung, weiche die Decodierung der Zustände einer Menge von möglichen Zuständen des Registers im Verlauf von Prüfintervallen ermöglicht, wobei die Menge aus Q Mengen ausgewählt werden kann, die jeweils einem der Q Wahrscheinlichkeitswerie zugeordnet und so gewählt sind, daß uie Wahrscheinlichkeit-der Decodierung eines Zustandes, der zu einer gegebenen Menge gehört, gleich dem dieser Gruppe zugeordneten Wahrscheinlichkeitswert ist, mit Q Hauptausgängen, die jeweil" einem der Q Wahrscheinlichkeitswerte und einer der Q Zustandsmengen zugeordnet sind, und mit einer Anordnung, die an dem der gewählten Zustandsmenge zugeordneten Hauptausgang eine Ziffer 1 erscheinen läßt, wenn ein zu dieser Menge gehörender Zustand im Verlarf ein« ; Prüfintervalls decodiert worden ist, "ind im entgegengesetzten Fall eine Ziffer 0, dadurci: gekennzeichnet, daß das Verschieberegister fünf Stufen und somit 32 mögliche Zustände aufweist, daß eine Hilfsdecodierungsanordnung vorgesehen ist, welche im Verlauf von wiederkehrenden Zeitintervallen, die jeweils den Prüfintervallen vorangehen, das Vorhandensein des einen oder des anderen von zwei vorbestimmten verbotenen Zuständen des Verschieberegisters feststellt und zutreffendenfalls den festgestellten verbotenen Zustand durch einen anderen, aus den 30 anderen möglichen erlaubten Zuständen des Registers zufällig oder quasizufällig ausgewählten Zustand ersetzt, und daß jede Zustandsmenge durch 3 η erlaubte Zustände des Verschieberegisters gebildet ist, wobei η eine positive ganze Zahl ist, die kleiner als 10 und für jede Zustandsmenge anders ist.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdecodierungsanordnung für die Erzeugung der die verbotenen Zustände ersetzenden erlaubten Zustände einen Zähler enthält, der in zufälliger Weise fortgeschaltet wird.

3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Q = 9 vorbestimmte Wahrscheinlichkeitswerte vorgesehen sind und daß eine Umschaltvorrichtung vorgesehen ist, mit der wahlweise einer der neun Hauptausgänge mit einem Wählausgang des Generators verbunden werden kann (»selektiver Generator«).

4. Generator zur Erzeugung zufälliger binärer Ziffernfolgen, bei denen die Wahrscheinlichkeit der Ziffern »1« mit einer Genauigkeit von 1Ί0'¹ einstellbar ist (Ii = ganze Zahl > 1), dadurch gekennzeichnet, daß h selektive Generatoren nach Anspruch 3 vorgesehen sind, denen eine gemeinsame Synchronisieranordnung zugeordnet ist, daß jeder der (Λ—I) ersten Generatoren eine dritte DcL'odicrungsanordrning enthält, die wahrend der Prüfmtervalle das Vorhandensein irgendeines der Zustände einer zehnten Menge von vorbestimmten erlaubten Zuständen des entsprechenden Verschieberegisters feststellt, wobei diese zehnte Menge durch drei Zustände gebildet ist, die in keiner der neun ersten Mengen vorkommen, und die an einem Hilfsausgang während der Prüfintervalle eine Ziffer »1« Ucfert, wenn das Vorhandensein eines der Zustände der zehnten Menge festgestellt worden ist, während sie im entgegengeseizten Fall die Ziffer »0· liefert, daß h — 1 Und-Gatter vorgesehen sind, von denen das /-te Und-Gatter (/ = 1. 2... /i — 1) mit / -f- 1 Eingängen versehen ist, die mit den Hilfsausgängen der / ersten selektiven Generatoren und mit dem Wählausgang des (/ - 1 )ten selektiven Generators verbunden sind, und daß ein Oder-Gatter mit h Eingängen vorgesehen ist, die mit dem Wählausgang des ersten selektiven Generators und mit den Ausgängen dei Ii — 1 Und-Gatter verbunden sind.