SU1073772A1 - Генератор импульсов со случайной длительностью - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области вычислительной и импульсной техники, в частности к устройствам формировани  импульсов, значени  длительности которых случайны и распределены по показательному закону.

Известен генератор импульсов со случайной длительностью, содержащий низкочастотный и высокочастотный генераторы, элемент ИЛИ, счетчик импульсов , в который за интервал времени , определ емый периодом следовани  запускающих сигналов, поступает сери  импульсов с высокочастотного генератора. Случайное значение кода, запоминаемого счетчиком, зависит от числа импульсов в серии. После поступлени  .запускающего сигнала счетчик подсчитывает импульсы с низкочастотного генератора до переполнени , при этом формируетс  временной инвервал, длительность которого пропорциональна обратному коду числа, записанного в счетчике в момент запуска. Устройство ,работает в ждущем режиме формирует време.нной интервал случайной длительности с приходом запускающих сигналов D. .

Недостаток устройства заключаетс  в том, что значени  длительностей импульсов распределены лишь по равномерному закону.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  генератор случайных временных интервалов, содержащий низкочастотный и высокочастотный импульсные генераторы, выходы которых подсоединены через элемент ИЛИ к счетному входу счетчика импульсов, триггер, первый выход которого соединен с входом высокочастотного генератора, а втррой - с входом низкочастотного генератора, элемент И, первый вход которого подключен к второму выходу триггера, а выход элемента И подсоединен к первому входу триггера, при этом второй вход триггера  вл етс  входом устройства , дешифратор, входы которого подключены к выходам счетчика импульсов , блок установки начального кода , выходы последнего подключены к входам счетчика импульсов, выход дешифратора соединен с входом блока установки начального кода, а также с вторым входом элемента И 2Q .

Недостатком этого устройства  вл етс  отсутствие возможности формировани  импульсов, случайные значени  которых распределены по закону, отличному от равномерного, например по показательному закону.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства путём формировани  потока импульсов с показательным законом распределени  их длительности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в генератор импульсов со случг1йной длительностью, содержащий генератор импульсов низкой частоты ,, генератор импульсов высокой частоты, счетчик, первый триггер, нулевой выход которого соединен с входом генератора импульсов высокой частоты, введены группа элементов И,.регистр сдвига, два элемента задержки к второй триггер, нулевой выход которого  вл етс  первьтм выходом генератора и соединен с входом генератора импульсов низкой частоты выход которого  вл етс  вторым выходом генератора и соединен с входом Сдвиг регистра сдвига, выход которого соединен с входом .Установка регистра сдвига и единичным входом второго триггера, нулевой .вход которого объединен с нулевым входе первого триггера, единичный вход кот;;-рого  вл етс  входом генератора к соединен с входами первого и второго элементов задержки, выход первого элемента задержки соединен с первыми входами элементов И группы , выходы которых соединены с входами соответствующих разр дов регисра сдвига, выход второго элемента задержки соединен с нулевым входом первого триггера, выход генератора импульсов высокой частоты соединен со счетным входом счетчика, выходы разр дов которого соединен с вторыми входами соответствующих элементов И группы.

В предложенном устройстве k -разр дный счетчик импульсов выполн ет функции формировател  равноверо тны кодов. За случайный интервал времен между двум  запускающими сигналами на вход счетчика поступает сери  импульсов с выхода высокочастотного генератора. В момент поступлени  очередного запускающего сигнала подсчет этих импульсов прекращаетс  и код kg , значение которого определ етс  состо нием счетчика в момент прекращени  счета, переписываетс  в k старших разр дов с -разр дного {( . k + 1 регистра сдвига. Затем на его синхронизирующий вход с перидом Тц поступают импульсы с выхода низкочастотного генератора. Каждый их этих 1- Мпульсов сдвигает содержимое регистра сдвига на один разр д, примем поступление сдвиговых импульсов прекращаетс , как только в старшем разр де регистра сдвига будет записана единица.

Таким образсм, число импульсов, поступающих на вход регистра сдвига . после запуска устройства, а следо65 в ательно, и длительность временного интервала, в течение которого они вырабатываютс  низкочастотным генератором , зависит от количества нуле записанных подр д в старших разр дах регистра сдвига. Так как значени  кода kj. равноверо тны, то веро  ность того, что в Q -м разр де регистра сдвига будет записан О равна 1/2, веро тность записи нулей одновременно в стёрших разр дах до (q -tn)-го равна (1/2) Следовательно , значени  длительности временных интервалов с момента прихода запускающего сигнала до момента прекращени  поступлени  сдвиговых импульсов случайны и закон их распределени  - показательный. Дл  того, чтобы исключить возмож ность зацикливани  работы регистр сдвига при записи нулей во все его разр ды ( kc О) необходимо после завершени  формировани  очередного временного интервала устанавливать k CJ - 1 старших разр дов в О, а в первый разр д регистра принудительно записывать 1, дл  чего вве дена св зь выхода регистра сдвига с его входом гашени  (начальной установки ) , На фиг. 1 представлена структурна  схема генератора импульсов со случайной длительностью; на фиг,2 временные диаграммы его работы. Генератор содержит элементы задержки 1 и 2, триггеры 3 и 4, низко частотный 5 и высокочастотный б генераторы , регистр сдвига 7, группу 8 элементов И и счетчик импульсов 9 Число разр дов счетчика 9 и элементов И группы равно k , а число разр дов регистра сдвига 7 равно CJ. k + 1. Первый 1 и второй 2 злементы задержки, в качестве которых могут быть использованы одновибрато ры или линии задержки, обеспечивают врем  задержки импульса зн и о, с ответственно, причем с- - t-jz . Генератор работает следующим образом. При поступлении запускающего сигнала (фиг. 2 а) триггер 4 устанавливаетс  в единичное состо ние. В этот момент импульсы с выхода высоко частотного генератора б (фиг. 2 б) прекращают поступать на вход счетчика 9 импульсов. Запускающий сигнал, задержанный первым элементом задержки 1 на врем  с , , необходимое дл  завершени  переходных процессов в счетчике 9, поступает на объединенные первые входы элементов 8 Н группы . При этом содержимое разр дов счетчика 9 с 1-го по k-и переписываетс  в соответствующие регистры сдви га 7 со 2-го по ( -и. Запускающий сигнал, задержанный вторым элементом задержки 2 на врем  необходимое дл  завершени  переходных процессов в регистре сдвига 7, устанавливает триггер 4 в нулевое состо ние, при этом счетчик 9 продолжает подсчитывать импульсы, формируемые высокочастотным генератором, начина  с того значени  кода kc / которое было зафиксировано в момент поступлени  запускающего сигнала. Одновременно сигнал с выхода второго элемента задержки 2 устанавливает триггер 3 в нулевое состо ние (фиг. 2 в), при этом импульсы с выхода низкочастотного генерат тора 5 (фиг. 2 г) начинают поступать на синхронизирующий вход регистра сдвига 7, осуществл   сдвиг кода, записанного в нем, в сторону старших разр дов. Если при поступлении очередного сдвигового импульса окажетс , что в старшем разр де записана 1, то сигнал с выхода 7 сдвига устанавливает второй триггер 3 в единичное состо ние, отключа  тем самым низкочастотный генератор 5 от регистра сдвига 7, Одновременно этим же сигналом все разр ды регистра 7 сдвига, кроме первого, устанавливаютс  в нулевое состо ние, а в первый записываетс  1 - осуществл етс  подготовка к записи очередного значени  кода kc . Врем , в течение которого второй триггер 3 находитс  в нулевом состо нии DH / зависит от значени  кода kc и может быть вычислено по формуле o,T,tMM), где М - число старших разр дов регистра сдвига 7, в которых подр д записаны нули. Как было показано выше, при равноверо тностных значени х kc закон распределени  значений ьц - показательный . Таким образом, на нулевом выходе торого триггера 3,  вл  эщемс  перым выходом устройства, формируют  импульсы со случайной длительнотью сц . Одновременно на выходе изкочастотного генератора 5,  вл юемс  вторым выходом устройства, ормируетс  пачка импульсов, число , оторых также случайно и распределено по показательному закону. Обесечение равноверо тных злачений коа kc достигаетс  выбором соотношеи  частоты запускающих сигналов i.- и частоты высокочастотного геератора fg из услови  2, Значение частоты низкочастотного енератора ц выбираетс  исход  из требуемого диапазона значений слуайной длительности импульсов « ри этом термин низкочастотный

дл  данного генератора имеет условный характер, так как заимствован из прототипа. По выполн емым функци м это - генератор Тактовых импульсов , и частота 1, может быть как болыйе, так и меньше IB

Дл  предотвращени  повторного запуска устройства во врем  формировани  очередного импульса со случайной длительностью необходимо частоту эапуска1адих сигналов выбирать из услови  i -j iu/

вш1 вш2 Ж

7V/V

/ч

гНЗ

Claims (1)

1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ СО СЛУЧАЙНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ, содержащий генератора импульсов низкой частоты, генератор импульсов высокой частоты, счетчик, первый триггер, нулевой выход которого соединен с входом генератора импульсов высокой частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем получения показательного распределения, он содержит группу элементов И, регистр сдвига, два элемента задержки и второй триггер, нулевой выход которого является первым выходом генератора и соединен с входом генератора импульсов низкой частоты, выход которого является вторым выходом генератора и соединен с входом Сдвиг регистра сдвига, выход которого соединен с входом Установка регистра сдвига и единичньм входом второго триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого является входом генератора и соединен с входами первого и второго элементов задержки, выход первого элемента задержки соединен с первыми входами элементов И группы, выходы которых соедине-§ ны с входами соответствующих разрядов регистра сдвига, выход второго £ элемента задержки соединен с нуле- j] вым входом первого триггера, выход ζ генератора импульсов высокой частоты соединен со счетным входом счетчика, £ выходы разрядов которого соединены ~ с вторыми входами соответствующих элементов И группы.