DE2241312C3 - Stochastic electronic generator - Google Patents

Stochastic electronic generator

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DE2241312C3
DE2241312C3 DE19722241312 DE2241312A DE2241312C3 DE 2241312 C3 DE2241312 C3 DE 2241312C3 DE 19722241312 DE19722241312 DE 19722241312 DE 2241312 A DE2241312 A DE 2241312A DE 2241312 C3 DE2241312 C3 DE 2241312C3
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generator
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probability
distribution
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Heinrich Dipl.-Ing. Wien Pangratz
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GOSSEN GmbH 8520 ERLANGEN
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GOSSEN GmbH 8520 ERLANGEN
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/84Generating pulses having a predetermined statistical distribution of a parameter, e.g. random pulse generators

Description

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- . · · u <-ι · 1 . -ι kennzeichnet, daß durch den Stand eines von den Erzeugt man nun mit statistischer Gleichvcrte.lung Zufallsimpulsen weitergeschalteten Zählers (16) be- Zufa'lszahlen «■, die im Intervall 0 < w < 1 hegen. stimmt wird, welcher von mehreren möglichen und unterwirft sie der durch Gleichung (3) gegebenen Mittelwerten eingestellt wird, so daß dadurch eine »5 Transformation, so erhalt man gemau M g. 1 lur t0 Folge von zufälligen Abständen mit verschiedenen exponentiell verteilte Werte 2. Device according to claim 1, characterized in that. · · U <-ι · 1. -I indicates that the reading of a counter (16), which is now switched on with statistical equalization, results in random numbers in the interval 0 < w <1. It is correct which of several possible and subordinate them to the mean values given by equation (3) is set, so that a »5 transformation is obtained, according to M g. 1 lur t 0 sequence of random distances with different exponentially distributed values

Mittelwerten erzeugt wird (F i g. 6). Der Nachteil dieses Verfahrens hegt dann, daß d.eMean values is generated (Fig. 6). The disadvantage of this method is that d.e

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch Transformation nach Gleichung (3) besonders durch gekennzeichnet, daß durch den Stand des Zählers die Unendlichkeitsstelle des natürlichen Logarithmus, (16) am Taktgenerator (14) eine bestimmte Takt- 30 nur schwer durchgeführt werden kann und einigen frequenz und am Zufallsgenerator (15) eine be- Aufwand erfordert. Zusätzlich müssen dann die erstimmte Wahrscheinlichkeit eingestellt wird (Fi g.6). haltenen Werte in zeitliche Abstande umgesetzt3. Device according to claim 1 and 2, characterized in particular by transformation according to equation (3) characterized, that by the reading of the counter the infinity place of the natural logarithm, (16) at the clock generator (14) a certain clock 30 can be carried out only with difficulty and some frequency and the random generator (15) requires a loading effort. In addition, the first must then Probability is set (Fig. 6). held values are implemented in time intervals

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch werden.4. Device according to claim 1 and 2, thereby.

gekennzeichnet, daß durch den Stand des Zählers . Einfädler ist ein anderes bekanntes Verfahren beicharacterized that by the reading of the counter. Threader is another well-known method at

am Taktgenerator eine bestimmte Taktfrequenz 35 dem die kontinuierliche Exponentialverteilung durchat the clock generator a certain clock frequency 35 which the continuous exponential distribution through

eingestellt wird. eine diskrete Verteilung angenähert wird. Hierzuis set. a discrete distribution is approximated. For this

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch eignet sich die geometrische Verteilung, die man sich gekennzeichnet, daß durch den Stand des Zählers gemäß F i g. 2 auf folgende Weise entstanden denken am Zufallsereignisgenerator eine bestimmte Wahr- kann.5. Device according to claim 1 and 2, thereby the geometric distribution that one is suitable characterized in that the reading of the counter according to F i g. 2 think emerged in the following way a certain truth can on the random event generator.

scheinlichkeit eingestellt wird. 40 Zu äquidistanten Zeitpunkten im Abstand ,17probability is set. 40 At equidistant points in time, 17

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kann ein Zufallsereignis mit der konstanten Wahrkennzeichnet, daß die Frequenz des Taktgene- scheinlichkeit P auftreten. Die so entstehenden Errators (18) einer zufälligen Frequenzmodulation eignisse haben zeitliche Abstände, die alle ein ganzunterworfen wird (F i g. 7). zahliges Vielfaches von AT sind. Die Wahrschein-6. Device according to claim 1, characterized in that a random event with the constant probability that the frequency of the clock probability P occur. The resulting errators (18) of a random frequency modulation event have time intervals that are all completely subject to (FIG. 7). are numerous multiples of AT . The probable

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 45 lichkeit, daß ein Abstand genau/;. 17*ist, ergibt sich zu kennzeichnet, daß entweder der Takt an einem pit — η A T) = (1 — ργ-ιρ für η > 1 (4) beliebigen Punkt der Schaltung oder der Ausgangsimpuls des Zufallsereignisgenerators über da dazu das Zufallsereignis genau (n — l)mal nicht ein Verzögerungselement (19) geleitet wird, dessen auftreten darf und zum Schluß einmal auftritt. Verzögerungszeit zufällig verändert wird (F i g. 8). 50 Die elektronische Erzeugung von Zufallsereignissen7. Device according to claim 1, characterized in that a distance is exactly / ;. 17 * indicates that either the clock at a pit - η AT) = (1 - ργ-ιρ for η > 1 (4) any point in the circuit or the output pulse of the random event generator over there the random event exactly ( n - l) times a delay element (19) is not passed, which may occur and which finally occurs once Delay time is changed randomly (FIG. 8) 50 The electronic generation of random events

bestimmter Wahrscheinlichkeit ist durch sogenanntecertain probability is due to so-called

Zufallsereignisgeneraloren auf vielerlei bekannte ArterRandom Event Generalists in a number of known ways

möglich. Es kommen dafür sowohl echte Zufalls-possible. There are both real random

Die vorliegende Erfindung betrifft die elektronische ereignisse (K ο r η e r, A., Linsbauer. W.The present invention relates to the electronic events (K ο r η e r, A., Linsbauer. W.

Tzeugung von Zufallsereignissen in statistisch ex- 55 Sch äff er, B. und Wehrmann, W.. ElcktroGeneration of random events in statistically ex- 55 Schäff er, B. and Wehrmann, W .. Elcktro

onentiell verteilten zeitlichen Abständen. nischc Er/cugung stochastischcr Slufcnprozcssc. di;onentially distributed time intervals. Nischc creation / cugation of stochastic slave processes. di;

Zum besseren Verständnis des Folgenden soll der durch stationäre MarkolTsche Ketten bestimmt sindFor a better understanding of the following, it should be determined by stationary Markol chains

legriff der Exponentialverteilung kurz erläutert wer- Arch, elektr. Ubcrtr. 21 [1967], S. 23) als auch Pseudo·term of the exponential distribution are briefly explained Arch, elektr. Ubcrtr. 21 [1967], p. 23) as well as pseudo ·

cn. Ein zeitlicher Abstand t ist dann exponentiell zufallssystcmc (Hartley, M. Cl.: Developmentcn. A time interval t is then exponentially random system (Hartley, M. Cl .: Development

erteilt, wenn für die Wahrscheinlichkeit, daß 1 größer 60 Design and Test Procedures for Random Generatoiigranted if for the probability that 1 greater than 60 Design and Test Procedures for Random Generatoii

Is ein beliebig vorgegebener Wert/„ist, gilt: Using Chaincodes, Proceedings IFiE, vol. 11 (\ .lanIf any given value / "is, the following applies: Using Chaincodes, Proceedings IFiE, vol. 11 (\ .lan

, ^ _ (_ , it \ m 1969, pp 22 bis 34) in Betracht. , ^ _ (_, it \ m 1969, pp 22 to 34) into consideration.

itV..- ro>--expi -I0Hm) (W ^0 j.-ormc| (,^ gibt eine geometrische statistischeitV ..- r o > - expi -I 0 Hm) (W ^ 0 j.- ormc | ( , ^ gives a geometric statistical

m ist dabei der Mittelwert der Verteilung, zu der die Verteilung der zeillichen Abstände wieder, dererHere, m is the mean value of the distribution to which the distribution of the line spacings is again

)ichtefunktion 65 Werte, in Abhängigkeit von η aufgetragen, genial) ichtefunction 6 5 values, plotted as a function of η, brilliant

.. n,_ . . IT Λ m F i g. 3 auf einer Exponentialkurve liegen. DadurcF.. n , _. . IT Λ m F i g. 3 lie on an exponential curve. DadurcF

p(t)- U//m)expt-/,/m) U) jst die Mrti!ijc|lkc;t gegeben, die Γ-xponentialvcrtei p (t) - U // m) expt - /, / m) U) jst die Mrti! ij c | lkc ; t given, the Γ-xponentialvcrtei

ehört. lung anzunähern. Diese Methode wurde für den Baiheard. approach. This method was used for the Bai

einer Verkehrsmaschine verwendet (Broadhurst S. W.. Harmston, A. T.: An elekctronic Traffic Analyser; The Post Office Electrical Engineers Journal, January 1950, vol.42, part. 4, p. 181).used on a transport machine (Broadhurst S. W .. Harmston, A. T .: An electronic traffic analyzer; The Post Office Electrical Engineers Journal, January 1950, vol. 42, part. 4, p. 181).

Bei der Anordnung nach Broadhrrst' Harmston ist jedoch keine systematische Möglichkeit gegeben, den Mittelwert der Impulsabstände zu verändern. Für eine vielseitige Anwendbarkeit eines derartigen Poissonimpulsgenerators ist es je-In the arrangement according to Broadhrrst ' Harmston is not a systematic possibility, however given to change the mean value of the pulse intervals. For a wide range of applications of such a Poisson pulse generator it is

Anwendungen nicht der zeitliche Mittelwert, sondern vielmehr die mittlere Impulsfrequenz vorgegeben. Für diese Anwendungen muß daher nicht der Mittelwert,Applications not the time average, but rather the average pulse frequency. For these applications do not have to be the mean value

Die Taktquelle 1 fester Frequenz habe einen Taktabstand J T0. Durch eine beliebige Anzahl von in Kette geschalteten dezimalen Frequenzteilern 2, 3, 4 usw. entstehen an den Punkten a, b, c usw. Taktimpulse im Abstand von J T11, 10 J T0, 100 J T0 usw. Einer dieser Punkte wird über den Drehschalter 5 ausgewählt und einem Vorwahlzähler 6, 7 zugeführt, der als variabler Frequenzteiler arbeitet. Der Vorwahl-The clock source 1 of a fixed frequency has a clock spacing J T 0 . Any number of decimal frequency dividers 2, 3, 4 etc. connected in a chain produces clock pulses at points a, b, c etc. at a distance of J T 11 , 10 J T 0 , 100 J T 0 etc. One of these points is selected via the rotary switch 5 and fed to a preset counter 6, 7, which works as a variable frequency divider. The preselection

- .-j- zähler zählt die an seinem Eingang liegenden Impulse,-.-j- counter counts the pulses at its input,

doch notwendig, den Mittelwert auf einen beliebigen io bis er den vorgewählten Stand erreicht hat. In diesem Wert einstellen zu können. Außerdem ist bei vielen Moment wird ein Impuls am Ausgang 11 abgegebenbut it is necessary to adjust the mean value to any io until it has reached the preselected level. In this To be able to adjust the value. In addition, if there are many moments, a pulse is emitted at output 11

und der Zähler zurückgesetzt. Für den Aufbau derartiger Zähler gibt es viele bekannte Möglichkeiten. In der beispielsweisen Ausführung nach F i g. 5 wirdand the counter is reset. There are many known possibilities for the construction of such counters. In the exemplary embodiment according to FIG. 5 will

sondern die zu ihm reziproke mittlere impulsfrequenz 15 ein Hundert-Zähler 6 verwendet, der die Stellungen 0 genau eingestellt werden können. bis 99 durchlaufen kann und dessen Stellung durchInstead, the reciprocal mean pulse frequency 15 used by a hundred counter 6, which has the positions 0 can be set precisely. can go through to 99 and its position through

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es nun, durch eine nachgeschaltete Codierschaltung 7 ausgewertet eine einfache, vorwiegend digitale Schaltung nähe- wird, daß an dem der Stellung entsprechenden Zehnerrungsweise poissonverteilte Impulse zu erzeugen, und Einerausgang eine logische Eins auftritt, an wobei wahlweise sowohl der mittlere Impulsabstand 20 allen anderen Ausgängen jedoch eine logische Null. als auch sein Reziprokwert, die mittlere Impuls- Durch die Drehschalter 8 und 9 wird eine Zählerfrequcnz, genau eingestellt werden können. stellung ausgewählt. Erreicht der Zähler diese aus-The present invention now enables evaluation by a downstream coding circuit 7 a simple, predominantly digital circuit is approximated, that on the number of tens corresponding to the position to generate Poisson-distributed pulses, and a logical one occurs on the ones output optionally both the mean pulse spacing 20 but all other outputs being a logic zero. as well as its reciprocal value, the mean pulse rate. Rotary switches 8 and 9 set a counter frequency, can be set precisely. position selected. If the counter reaches this

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die gewählte Stellung, so entsteht über das UND-Gatter 10 aus einem Taktgenerator mit festem oder einstell- ein Impuls an dessen Ausgang, der außerdem den barem Taktabstand und ferner aus einem Zufalls- 25 Zähler in die Stellung Null zurücksetzt. Ist beispielsereignisgenerator, der bei Anstoß mit einem Takt- weise wie in F i g. 5 der Zählerstand 62 eingestellt, so impuls mit fester oder einstellbarer Wahrscheinlich- hat dies zur Folge, daß immer nach 62 Taktimpulsen Veit Ausgangsimpulse mit einem bestimmten Mittel- am Eingang des Zählers 6 ein Impuls am Ausgang 11 wert der zeitlichen Abstände liefert, besteht, und ist entsteht. Damit kann jedoch der A Γ-Wert am Einim wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß am 30 gang mit einem beliebigen ganzzahligen, digital ein-Taktgenerator ein fester Taktabstand oder für den stellbaren Wert zwischen eins und hundert multi-Taktabstand ein w-fachcs Vielfaches eines Grundabstandes eingestellt werden kann und daß am Zufallscreignisgcnerator eine feste Wahrscheinlichkeit
oder ein /?-faches Vielfaches einer Grundwahrschein- 35
lichkeit einstellbar ist, so daß, wenn der Zufallsereignisgcnerator vom Taktgenerator angestoßen wird,
die Mittelwerte der Ausgangsimpulsc ein /»//i-faches
Vielfaches eines Grundmittelwertcs bilden.
The invention relates to a device, the selected position, so arises via the AND gate 10 from a clock generator with fixed or adjusting a pulse at its output, which also the barem clock interval and also from a random 25 counter in the position Resets zero. Is an example event generator that, when triggered with a clock rate as in FIG. 5 the counter reading 62 is set, so a pulse with a fixed or adjustable probability - this has the consequence that after 62 clock pulses Veit always delivers output pulses with a certain average at the input of the counter 6 a pulse at the output 11 value of the time intervals, and is created. With this, however, the A Γ value can essentially be characterized in that a fixed clock interval is set at the 30 gear with any integer, digital one-clock generator, or a w-fold multiple of a basic interval is set for the adjustable value between one and one hundred multi-clock interval and that the random event generator has a fixed probability
or a /? - multiple of a basic probability 35
is adjustable so that when the random event generator is triggered by the clock generator,
the mean values of the output impulses a / »// i times
Form a multiple of a basic mean.

Der Erfindungsgedanke soll an Hand der Zeich- 40 ren. fixen Taktes beispielsweise 10 kHz, so ergibt nungcn näher erläutert werden, wobei die Fig. 1, 2, sich daraus ein AT0 von 100 μ&. Wird die konstante 3 und 4 bekannte Verfahren darstellen Die F i g. 5 Wahrscheinlichkeit Pah ein Hundertstel angenommen, und 6 zeigen Beispiele für den Aufbau der erlindungs- so erhält man nach Gleichung (5) einen Mittelwert gemäßen Schaltung, und die F i g. 7 und 8 erläutern von 100 (i.s/0,01 = 10 ms. Steht der Schalter 5 am ei-ic zusätzliche Maßnahme, die eine Eigenschaft der 45 Punkt«, so kann durch den Vorwahlzähler Λ T0 und erzeugten Verteilung verbessert. damit auch der Mittelwert mit einem Faktor zwischenThe idea of the invention is to be explained in more detail on the basis of the characters. Fixed clock rate, for example 10 kHz, results in FIG. 1, 2, resulting in an AT 0 of 100 μ &. The constant 3 and 4 will represent known methods. The F i g. 5 probability Pah assumed to be a hundredth, and 6 show examples of the structure of the invention, so that a circuit according to equation (5) is obtained, and the F i g. 7 and 8 explain 100 (is / 0.01 = 10 ms. If the switch 5 on the ei-ic is an additional measure, which is a property of 45 points, then the preset counter Λ T 0 and the generated distribution can be improved the mean with a factor between

eins und hundert multipliziert werden, so daß der Mittelwert zwischen 10 ms und 1 s in Stufen von 10 ms eingestellt werden kann. Mit Hilfe des Schalters5 kann AT am Eingang des Zählers 6 durch die konstanten Frequenzteiler zusätzlich um 10, 100, 1000 usw. vervielfacht werden, was einer Vervielfachung des eingestellten Mittelweges um 10, 100, 1000 usw. entspricht. Mit den Schaltern 8 und 9 läßt sich somit der Zahlcnwcrt, mit dem Schalter 5 dagegen die Größenordnung des gewünschten Mittelwertes einstellen. One and one hundred can be multiplied so that the mean value can be set between 10 ms and 1 s in steps of 10 ms. With the help of switch 5, AT at the input of counter 6 can also be multiplied by 10, 100, 1000 etc. by the constant frequency divider, which corresponds to a multiplication of the set mean distance by 10, 100, 1000 etc. With the switches 8 and 9 the numerical value can be adjusted, with the switch 5 the order of magnitude of the desired mean value can be adjusted.

Ist der Vorwahlzähler 6, 7 aus η dekadischen hintereinanilcrgcschaltctcn Zählstufen aufgebaut, so kannIf the preselection counter 6, 7 is made up of η decadic consecutive counting stages, then

der Wert von /'ist. Dieser bestimmt ja das Verhältnis 60 der Zahlenwert für Tm auf η Dezimalstellen genau zwischen 7',,, und dem Zeitintervall I T. Eine erliii- eingestellt werden.is the value of / '. This determines the ratio 60 of the numerical value for T m to η decimal places exactly between 7 ',,, and the time interval I T. One can be set.

dungsgemäßc Möglichkeit ist es. für P einen festen Zu dieser in F i g. 5 dargestellten Ausführung ge-According to the possibility it is. for P a fixed to this in FIG. 5 shown embodiment

Wcrl festzulegen, der klein genug ist, um die Expo- hören einige Varianten. So kann entweder die Kette nentialverleilung für den gewünschten Anwcndungs- der festen Frequenzteiler oder der variablen Frefall befriedigend anzunähern, und dann den Mittel- 65 quenztciler entfallen, wenn nur Mittelwerte in einem wert'/,., durch Variation der Zeitdauer AT zu ver- bestimmten Umfang zu erzeugen sind. Der ZähländiM-n. umfang des als variabler Teiler arbeitenden ZählersWcrl set that is small enough to hear the expo some variants. Thus, either the chain can be approximated to the desired application of the fixed frequency divider or the variable frequency divider, and the mean frequency divider can be omitted if only mean values in a value are determined by varying the duration AT Scope are to be generated. The counting diM-n. scope of the counter working as a variable divider

Eine beispielsweise Ausführung dazu zeigt F i g. 5. kann beliebig sein. Ebenso können die festen Fre-FIG. 1 shows an example of an embodiment for this. 5. Can be anything. The fixed fre-

pliziert werden. Mit den so erhaltenen Taktimpulsen einstellbaren Abstandes wird nun wieder ein Zufallsereignisgenerator 13 angestoßen, an dessen Ausgang 12 bei jedem Anstoß mit der Wahrscheinlichkeit I' ein Impuls auftritt. Diese Impulse haben dann die gewünschte Abstandsverteilung.be plicated. With the thus obtained clock pulses adjustable interval, a random event generator 13 is triggered again, at the output 12 of which a pulse occurs with the probability I 'with each trigger. These impulses then have the desired spacing distribution.

Ein Zahlenbeispiel soll die Funktion der Schaltung noch deutlicher machen: Ist die Frequenz des primä-A numerical example should make the function of the circuit even clearer: Is the frequency of the primary

Dcr einzige bei der Exponcnlialvcrteilung zu wählende Parameter ist der Mittelwert. Das Mittel der durch die Gleichung (4) beschriebenen geometrischen Verteilung berechnet sich zuThe only one to be selected in the case of the exponential distribution The parameter is the mean. The mean of the geometric described by equation (4) Distribution is calculated to

irir

Es kann daher sowohl über 1 T als auch über die Wahrscheinlichkeit /' beeinflußt werden. Aus F i g. isl an einem Heispiel zu erkennen, daß die I xponcntialvcrleilung um so besser angenähert wird, je kleinerIt can therefore be influenced both via 1 T and via the probability / '. From Fig. It can be seen from an example that the smaller the axial distribution, the better it is approximated

quenzteiler beliebige Teilvcrhältiiisse haben, ihre Anzahl ist unbegrenzt.sequence dividers have arbitrary partial ratios, their number is unlimited.

Bei den bisherigen Erläuterungen wurde ein Zufallscreignisgcncrator 13 mit fester Wahrscheinlichkeit /' vorausgesetzt, wobei die Variation von 7',„ durch .17" erfolgte. Nach Gleichung (5) kann jedoch Tm nur odci zusätzlich auch durch den Wert von /' verändert werden.In the previous explanations, a random event generator 13 with a fixed probability / 'was assumed, with the variation of 7', "by .17". According to equation (5), however, T m can only be changed by the value of / ' .

Für bestimmte Anwendungen ist nicht primär der mittlere Abstand 7"m der Zufallsereignisse, sondern die mittlere Ziifallsereignisfrcquenz /„, l/7\„ von Bedeutung. Für sie gilt nach Gleichung (5)For certain applications, it is not primarily the mean distance 7 " m between the random events that is important, but the mean frequency of the random events /", 1/7 ". For them, according to equation (5)

ATAT

(6)(6)

fm ist damit zu dem Weil von /' direkt proportional und kann durch eine dekadische Stufung von /' dekadisch eingestellt werden. So erhält man z. B. für f m is therefore directly proportional to the because of / 'and can be set in decadic steps by means of a decadic graduation of /'. So you get z. B. for

>' 2' 3/>' 2 ' 3 /

Moo, M00, /1(l0, Moo , M00 , / 1 (l0 ,

·' ' für·' ' for

/100, 110 IUi / 100 , 1 10 IUi

i/ 1 7- 2/ Ir 3/ 17· g 17" 1/ 17'ITi / 1 7-2 / Ir 3/17 · g 17 "1 / 17'IT

/100 · ' ' ι /100 ■ ' ' ■ -loo -Ii,..., /Km · I ', /10 ■ 1 1 ■ ■ I i kann wieder durch eine Kette von dekadischen Frequenzteilern um eine beliebige Potenz von zehn vergrößert werden, so daß der gewünschte Wert für /„, wieder dem Zahlcnwert und der Größenordnung nach eingestellt werden kann./ 100 · '' ι / 100 · '' ■ -loo -Ii, ..., / Km · I ', / 10 ■ 1 1 ■ ■ I i can again be determined by a chain of decadic frequency dividers by any power of ten can be increased so that the desired value for / ", again according to the numerical value and the order of magnitude, can be set.

Wird ein Zufallsereignisgenerator verwendet, bei dem für die Wahrscheinlichkeit P ein Wert nPB ausgewählt werden kann, der ein ganzzahliges Vielfaches eines Grundwertes Pn ist und wird andererseits ein variabler Frequenzteiler verwendet, mit dem das AT am Eingang dieses Teilers um einen ganzzahligen Wert m vervielfacht werden kann, so ergibt sichIf a random event generator is used in which a value nP B can be selected for the probability P , which is an integer multiple of a basic value P n and, on the other hand, a variable frequency divider is used with which the AT multiplies by an integer value m at the input of this divider can be, it follows

Tm - T m -

m A T η Pn m AT η P n

und fm and f m -

η ί Po m\ATη ί Po m \ AT

Damit kann jedoch für Tm bzw. für fm ein beliebiges rationales Zahlenverhältnis eingestellt werden. Das m wird dabei am variablen Frequenzteiler, das η am Zufallsercignisgcnerator digital eingestellt. Durch das Einschalten einer bestimmten Anzahl fester Frequenzteiler kann der durch m und η gegebene Wert für Tm bzw. fm noch um bestimmte Faktoren (beispielsweise um Potenzen von zehn) vergrößert oder verkleinert werden.In this way, however, any rational numerical ratio can be set for T m or for f m. The m is set digitally on the variable frequency divider, the η on the random event generator. By switching on a certain number of fixed frequency dividers, the value for T m and f m given by m and η can be increased or decreased by certain factors (for example by powers of ten).

Die erfindungsgemäße Erzeugung eines bestimmten Mittelwertes Tm erlaubt es auch in einfacher Weise, zufällige Abstände mit verschiedenen Mittelwerten aufeinanderfolgen zu lassen. Eine entsprechende, beispielsweise angeführte Schaltung zeigt F i g. 6. Sie besteht aus einem Taktgenerator 14, der einen Zufallsereignisgenerator 15 ansteuert. Zusätzlich enthält die Schaltung noch einen Zähler 16, dessen Stand angeben soll, welcher Mittelwert gerade zu erzeugen ist. Sollen in zyklischer Aufeinanderfolge zufällige Abstände mit den η Mittelwerten Tmi, Tm2, Tm3, ..., Tmn erzeugt werden, so kann jedes Ti nach Gleichung (5) durch ein bestimmtes Δ Ti (vom Taktgenerator) und ein bestimmtes 1\ (vom Zufallsereignisgcnerator) realisiert werden.The generation of a specific mean value T m according to the invention also makes it possible in a simple manner to have random intervals with different mean values follow one another. A corresponding circuit, given by way of example, is shown in FIG. 6. It consists of a clock generator 14 which controls a random event generator 15. In addition, the circuit also contains a counter 16, the status of which is intended to indicate which mean value is currently to be generated. If random intervals with the η mean values T mi , T m2 , T m3 , ..., Tmn are to be generated in a cyclical sequence, each Ti can be replaced by a certain Δ Ti (from the clock generator) and a certain 1 \ (by the random event generator).

Die Funktion dieser Schaltung ist die folgende: Der Taktgenerator 14 ist so beschaffen, daß er, umschaltbar durch logische Signale, die η Taktfrequenzen mit ,17", bis ATn erzeugen kann. Andererseits liefert der Zufallsereignisgenerator 15, ebenfalls durch logische Signale umschaltbar, die η Wahrscheinlichkeiten P, bis Pn. Der Zähler 16 gibt an, welcher Mittelwert gerade erzeugt werden soll. Er ist in F i g. 6 beispielsweise als Ringzähler ausgeführt, also als ein rückgekoppeltes Schieberegister mit η Stellen, in dem eine einzige logische 1 zyklisch umläuft. Steht der Zähler in der Stellung 1, so wird durch die logische 1 an der /-ten Stelle des Ringzählcrs am Taktgenerator der Wert .! Ti und am Zufallsercignisgenerator der Wert Pt ausgewählt. Tritt bei dieser Einstellung ein Zufallsereignis am Ausgang des Zufallsereignisgenerators auf, was der Realisierung eines zufälligen Abstandes mit dem Mittelwert 7"mt entspricht, so wird gleichzeitig der Zähler um eine Stelle weitergerückt, damit jedoch ATin und Pi-n eingestellt und dadurch als nächstes ein zufälliger Abstand mit dem Mittelwert 7"m< + j erzeugt usw. in zyklischer Aufeinanderfolge.The function of this circuit is as follows: The clock generator 14 is designed in such a way that it, switchable by logic signals, can generate the η clock frequencies with "17" up to AT n . On the other hand, the random event generator 15, likewise switchable by logic signals, supplies the η probabilities P, to P n. the counter 16 indicates which average is about to be generated. It is g in F i. 6, for example designed as a ring counter, so as a feedback shift register with η points, in which a single logic 1 cycle If the counter is in position 1, the value.! Ti is selected by the logical 1 at the / th position of the ring counter on the clock generator and the value Pt on the random event generator. If with this setting a random event occurs at the output of the random event generator , which corresponds to the realization of a random distance with the mean value 7 " m t, the counter is simultaneously advanced by one place, i.e. However, Amit set ATIN nd Pi-n, and thereby generates a random distance next to the mean 7 "m <j +, etc. in a cyclical succession.

Die Erzeugung der verschiedenen ATi kann wieder wie in F i g. 5 durch feste und variable Frequenzteiler erfolgen, so daß die Auswahl eines AT( der Auswahl eines bestimmten Teilvcrhällnisses entspricht. Es ist auch möglich, einen Zufallsereignisgenerator konstanter Wahrscheinlichkeit zu verwenden, und durch den Zähler 16 nur die Taktfrequenz umzuschalten bzw. eine konstante Taktfrequenz und eine Umschaltung der Wahrscheinlichkeit vorzusehen.The generation of the various ATi can again be carried out as in FIG. 5 are carried out by fixed and variable frequency dividers, so that the selection of an AT ( corresponds to the selection of a certain partial ratio. It is also possible to use a random event generator with constant probability, and to switch only the clock frequency through the counter 16 or a constant clock frequency and a Switching the probability to be provided.

Die hier beschriebene Erzeugung von Zufal'äereignissen mit näherungsweise exponentiell verteilten Abständen bringt es mit sich, daß die Zufallsereignisse für einen eingestellten Mittelwert nur in einem festen Taktraster auftreten können. Dies kann für bestimmte Anwendungen Nachteile mit sich bringen. Wird die Schaltung beispielsweise in Verbindung mit einem System verwendet, das genau die gleiche Taktfrequenz besitzt, so hätten die entstehenden Zufallsereignisse zu diesem Takt stets dieselbe Phasenlage. Dieser Nachteil läßt sich dadurch vermeiden, daß der Grundtakt einer zufälligen Frequenzmodulation unterworfen wird. Der Frequenzhub wird dabei so klein gewählt, daß die Form der Verteilung und die mittlere Frequenz praktisch nicht verändert werden. F i g. 7 zeigt ein Beispiel für eine Ausführung. Es wird ein Taktgenerator 18 verwendet, dessen Frequenz durch eine angeschlossene Rauschspannung 17 zufällig gesteuert wird.The generation of random events described here with approximately exponentially distributed distances it brings with it that the random events can only occur in a fixed cycle pattern for a set mean value. This can be for certain Applications have disadvantages. For example, if the circuit is used in conjunction with a If a system is used that has exactly the same clock frequency, the resulting random events would have always the same phase position for this cycle. This disadvantage can be avoided by using the basic clock is subjected to a random frequency modulation. The frequency deviation is so small chosen that the shape of the distribution and the mean frequency are practically not changed. F i g. 7th shows an example of an implementation. A clock generator 18 is used, the frequency of which is through a connected noise voltage 17 is controlled at random.

Eine andere Möglichkeit besteht gemäß F i g. 8 darin, den Grundtakt, den Takt an einer beliebigen anderen Stelle der Schaltung oder die Zufallsimpulse selbst über ein Verzögerungsglied 19 zu leiten, dessen Verzögerungsdauer beispielsweise wieder durch eine Rauschspannung 17 zufällig verändert wird. Auch damit wird erreicht, daß die erzeugten Zufallsereignisre nicht mehr in ein festes Taktraster fallen.Another possibility exists according to FIG. 8 in it, the basic bar, the bar at any other point of the circuit or to conduct the random pulses themselves via a delay element 19, whose Delay duration is randomly changed again by a noise voltage 17, for example. Even this ensures that the random events generated no longer fall within a fixed clock pattern.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (1)

ι 2 Zur Erzeugung dieser Verteilung kann bekannter- Patentansnrüche- weise ein Naturvorgang herangezogen werden, der Patentansprüche. befits selbst eine derartige Verteilung bes.tzt. Ein -τ- ι. na:cn,vi Hsfiir ist der radioaktive Zerfall von Atomen.ι 2 To generate this distribution, a natural process can be used as is known, the patent claims. befits even such a distribution. A -τ- ι. na: cn, vi Hsfiir is the radioactive decay of atoms. 1. Einrichtung, bestehend aus einem Tag- ^^^Geiger-Müller-Zählrohr registriert generator mit testem oder einstellbarem Takt- 5 der mit e^em fc bestimmten Voraussetzungen abstand und einem Zufallsgenerator, der bei werden kann, unier υ Imnulse exno Anstoß mit einem Taktimpuls mit fester oder haben d,e vom ZaMnJj ^^J^^Z ] einstellbarer Wahrscheinlichkeit Ausgangs.mpulse "^'^ ^^r^™te findet dieses Verfahren mit einem bestimmten Mittelwert der zeitlichen keit radioaktiver rrapa1. Device, consisting of a Tag- ^^^ Geiger-Müller counter tube registers generator with test or adjustable clock- 5 of the preconditions determined with e ^ em fc and a random generator, which can be unier υ Imnulse exno trigger with a clock pulse with fixed or have d, e from ZaMnJj ^^ J ^^ Z ] adjustable probability output pulses "^ '^ ^^ r ^ ™ te finds this method with a certain mean value of the temporal speed of radioactive rrapa Abstände abgibt, dadurch geken nzeich- χ- ^^i Verfahren geht davon aus.Gives off distances, thereby geken nzeich- χ- ^^ i method assumes. net, daß am Taktgenerator ein fester Takt- Ein and eres oe kdiuu" „lpirhvprteiher \Wlnet that at the clock generator a fixed clock- A and eres oe kdiu u "" lpirhvprteiher \ Wl abstand oder für den Taktabstand ein ,»-faches daß durch eine' Jransfonnation' ^h^rte^r M^"distance or for the pitch one, »- times that by a 'Jransfonnation' ^ h ^ rte ^ r M ^" Vielfaches eines Grundabstandes eingestellt wer- malwerte beliebige \ er «lungen erzeugt ν erden kan-Multiples of a basic distance can be set, any values can be generated. den kann und daß am Zufallsereignisgenerator nen. Die Transformation ^to übercan and that at the random event generator. The transformation ^ to about dne feste Wahrscheinlichkeit oder ein «-faches 15 Umkehrfunktion der Verte lungs funktioη Fu deThe fixed probability or a factor of 15 is the inverse of the distribution function Vielfaches einer Grundwahrscheinlichkeit einstell- hier betrachtete ^f^^Z^LtZ p!Set multiple of a basic probability - here considered ^ f ^^ Z ^ LtZ p! bar ist, so daß die Mittelwerte der Ausgangs- Umkehrfunktion zu Gleichung (1) zu berechnen, hsis bar so that the mean values of the output inverse function to calculate equation (1), hs impulse ein »i/n-faches Vielfaches eines Grund- ergibt sichimpulse an »i / n -fold multiple of a basic result mittelwertes bilden, wenn der Zufallsereignis- _ T jn , (M ^) average if the random event _ T j n , (M ^) generator vom Taktgenerator angestoßen wird. 2° ° ™ \ w J generator is triggered by the clock generator. 2 ° ° ™ \ w J
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