SU1179335A1 - Квазистохастический преобразователь - Google Patents

Abstract

1. КВАЗИСТОХАСТНЧЕСКИП ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий генератор псевдослучайных чисел, группу элементов И, первую схему сравнени , элемент И, генератор тактовых импульсов и регистр, вход которого  вл етс  информационным входом преобразовател , группа выходов регистра соединена с первой группой входов схемы, сравнени , втора  группа входов кото рой соединена с выходами элементов И группы, выход схемы сравнени  соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом генератора тактовых импульсов, а выход  вл етс  выходом преобразовател , при этом выходы генератора псевдослучайных чисел соединены с первыми входами элементов И-группы, отли,чающийс  тем, что с целью повышени  точности преобразовани , в него введенВ: втора  схема сравнени  и формирователь импульсов, управл ющий и информационный входы .которого соединены соответственно с выходом второй схемы сравнени  и пр мьм выходом генератора тактовых импульсов, управл  ющий и информационный выходы формировател  импульсов соединены соответ ственно с входом генератора псевдослучайных чисел и объединенными вторыми входами элементов И группы, перва  группа входов второй схемы сравнени   вл етс  группой управл ющих входов преобразовател , а втора  группа входов второй схемы сравi нени , соединена с группой выходов генератора псевдослучайных чисел. СЛ С 2. Преобразователь по п.1, о т личающийс  тем, что формирователь импульсов содержит первьй и второй D -триггеры и элемент Н, выход которого  вл етс  управл ющим выходом формировател , первьА вход элемента Ии С -вход второго D триггера объединены и  вл ютс  информационным входом формировател , С-вход первого Л -триггера  вл етс  Од Од управл ющим входом формировател , инверсный выход первого D -триггесд ра соединен с вторым входом элемента И и с информационным выходом формировател , инверсный выход второго D -триггера соединен с I -входом первого D -триггера, пр мой выход которого соединен с D -входом второго 3 -триггера, О-вход первого D -триггера  вл етс  входом логической 1 формировател .

Description

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной и измерительной техники и может быть использовано в вычислительных устройствах с веро тностно-импульсной или частотно-импульсной формой представлени  информации.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани .

На фиг.1 представлена структурна  схема квазистохастического преобразовател , на фиг.2 - формирователь импульсов; на фиг.З - график относительной погрешности преобразовател 

Структурна  схема квазистохастического преобразовани  содержит генератор 1 псевдослучайных чисел (ГИСЧ), схему 2 сравнени , генератор 3 тактовых импульсов (ГТИ), приемный регистр 4, группу 5 элементов И, формирователь 6 импульсов, первую схему 7 сравнени , элемент И 8.

Формирователь 6 импульсов содержит первый D-триггер 9, второй Л) триггер 10, элемент И 11.

Приемный регистр предназначен дл  хранени  кода преобразуемой величины А и выполнен с применением интегральных микросхем средней степени интеграции (например, на базе 155 ИР1). Разр дность кода совпадает с разр дностью числа ГПСЧ. Код с выхода приемного регистра подаетс  на первый вход первой схемы 7 сравнени . Вход приемного регистра  вл т етс  входом всего устройства.

Перва  схема 7 сравнени  реализует алгоритм квазистохастического кодировани  входной величины А

у.-Гь

А Н

где Н - число ГИСЧ в 1 -м такте,

,2,...,M;

,1(- квазистохастическа  последовательность импульсов на выходе схемы сравнени . Элемент И 8 обеспечивает съем информации с выхода первой схемы 7 сравнени  в моменты времени, определ емые тактовыми импульсами с инверсного выхода ГГИ. Вход элемента И соединен с выходом первой схемы 7 сравнени , а его управл ющий вход со вторым выходом ГТИ. Выход элемента И образует выход квазистохастического преобразовател . ГПСЧ реализован на базе модифицированного регистра сдвига с применением и-нте3352

гральньгх микросхем (например, 155 ИР1 и 155 ЛП5). ГПСЧ формирует числа , равномерно распределенные в интервале O,1j. Тактовый вход ГГИ соединен со вторым входом формировател  6 импульсов, а выход его подключен ко входам группы 5 элементов И и первому входу второй схемы 2 сравнени .

Группа ключей состоит из 2 схем И (например, 155 ЛИ1). На выходах группы 5 элементов И по вл ютс  биты цифрового кода ГПСЧ или нулевой код при подаче на их управл ющие

входы логического нул  с первого выхода формировател  6 импульсов. Входы группы 5 элементов И соединены с выходом ГПСЧ, а выходы - со вто .рым входом первой схемы 7 сравнени .

Двухфазный ГТИ реализован с применением интегральных микросхем (например 155 ЛН1) и предназначен дл  тактировани  работы узлов преобразовател  . Первый выход ГТИ подключен к тактовому входу формировател  6 импульсов, а второй - к управл ющему входу элемента И 8.

Втора  схема 2 сравнени  и формирователь 6 импульсов формируют нулевой код на выходе группы 5 элементов И, при равенстве кодов ГПСЧН и управлени  0. Код управлени  О поступает на второй вход второй схемы 2 сравнени  и определ ет момент по влени  нулевого состо ни  на выходе группы 5 элементов И. Разр дность кодов управлени  ГПСЧ и приемного регистра одинаковы и равны В . В зависимости от конкретного применени  квазистохастического преобразовател  величина кода управлени  О может быть посто нной или переменной от одного периода ГПСЧ к другому. В первом случае на второй

вход второй схемы 2 сравнени  подаетс  некоторый посто нный код, а во втором - коды от специального устройства управлени , измен ющиес  в каждом периоде работы ГПСЧ.

Втора  схема 2 сравнени  и формирователь 6 импульсов, как и все другие узлы преобразовател , выполн ютс  с помощью цифровых интегральных схем.«

Формирователь 6 импульсов работает следующим образом.

Пусть в к-й такт коды ГПСЧ Н« и управлени  О совпадут. На выходе

3

второй 2 схемы сравнени  возникает переход из логической единицы в нуль. По этому фронту на пр мом выходе первого D -триггера 9 по вл етс  логическа  единица, а на инверсном выходе - логический нуль (первый выход формировател  6 импульсов). Логический нуль с инверсного выхода первого D -триггера 9 запрещает поступление (к+1)-го импульса ГТИ через элемент И 11 на тактовый вход ГПСЧ 1 и одновременно закрывает группу 5 элементов И (фиг.1). В (к+1)-м такте на выходе второго D триггера 10 по вл етс  логический нуль, который переводит первый D триггер 9 в состо ние логической единицы по инверсному выходу. Поэтому открьшаютс  и ключом 5 и разрешаетс  прохождение (к+2)-го импульса через элемент И 11 на тактовый вход ГПСЧ 1. Следовательно, с к по (к+1)-й такты на второй вход первой схемы 7 сравнени  поступает нулевой код, а с Ск+1) по (к+2) такты - код, численно равный коду управлени  0.

Квазистохастический преобразователь работает следующим образом.

На вход приемного регистра 4 поступает цифровой код преобразуемой величины А. По тактовому импульсу первого выхода ГТН 3 ГПСЧ 1 вырабатывает псевдослучайное число Н (i 1,...,М), которое через группу 5 элементов И подаетс  на второй вход первой схемы 7 сравнени . При выполнении услови  на выходе первой схемы 7 сравнени  по вл етс  логическа  единица, поступающа  через элемент И 8 на выход преобразовател  по приходу тактового импульса со второго выхода ГТИ 3. Если Н&А, то на выходе преобразовател  сохран етс  логический ноль. При сов793354

падении кодов управлени  и ГПСЧ в к-м такте втора  схема 2 сравнени  вырабатьшает сигнал дл  формировател  6 импульсов. По этому сигналу на 5 первом выходе формировател  6 импульсов формируетс  управл ющее воздействие дл  группы 5 элементов И, группы 5 элементов И закрываютс  и в к-м такте происходит сравнение чисfO ла А с нулем.

Одновременно формирователь 6 импульсов запрещает прохождение (к+1)го импульса ГТИ 3 на тактовый вход ГПСЧ 1, поэтому он не измен ет свое- .

f5 го состо ни  в этом такте.

На (к+1)-м такте формирователь 6 импульсов снимает управл ющее воздействие и группа 5 элементов И соедин ет выход ГПСЧ 1 и второй вход

20 первой схемы 7 сравнени . Так как ГПСЧ 1 в (к+1)-м такте не изменил своего предыдущего к-го состо ни , то в этом такте происходит сравнение числа А и кода, численно равного коду управлени  0. На следующем (к+2)-м такте формирователь 6 импульсов разрешает прохождение импульсов ГТИ 3 на тактовьш вход ГПСЧ 1 Таким образом, в предлагаемом

30 устройстве за цикл преобразовани  тактов на второй вход первой схемы 7 сравнени  подаетс  2. неповтор ющихс  чисел, среди которых есть и нулевой код, что обеспечивает точное преобразование числа А.

График, представленный на фиг.З, показывает относительную погрешность преобразовател -прототипа (/А-А/: :А)ЧОО%, где А - оценка величины А,

Q получаема  за -1 тактов работы преобразовател -прототипа. Данньй график нагл дно демонстрирует преимущества предлагаемого преобразовател , так как дл  него Е 0%, при любом значении числа А.

(риг.7

О ffff 8ходы

группы злементод

И5

К трактодому входу

Claims (2)

1. КВАЗИСТОХАСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор псевдослучайных чисел, группу элементов И, первую схему сравнения, элемент И, генератор тактовых импульсов и регистр, вход которого является информационным входом преобразователя, группа выходов регистра соединена с первой группой входов схемы, сравнения, вторая группа входов кото рой соединена с выходами элементов

И группы, выход схемы сравнения соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом генератора тактовых импульсов, а выход является выходом преобразователя, при этом выходы генератора псевдослучайных чисел соединены с первыми входами элементов И-группы, отли.чающийся тем, что с целью повышения точности преобразования, в него введены вторая схема сравнения и формирователь импульсов, управляющий и информационный входы которого соединены · соответственно с выходом второй схемы сравнения и прямым выходом генератора тактовых импульсов, управляющий и информационный выходы формирователя импульсов соединены соответ ственно с входом генератора псевдослучайных чисел и объединенными вторыми входами элементов И группы, первая группа входов второй схемы сравнения является группой управляющих входов преобразователя, а вторая группа входов второй схемы сравнения. соединена с группой выходов eg генератора, псевдослучайных чисел.

2. Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что формирователь импульсов содержит первый и второй Т) -триггеры и элемент И, выход которого является управляющим выходом формирователя, первый, вход элемента И'и С -вход второго D триггера объединены и являются информационным входом формирователя, С-вход первого Ί) -триггера является управляющим входом формирователя, инверсный выход первого 3) -триггера соединен с вторым входом элемента И и с информационным выходом формирователя, инверсный выход второго D -триггера соединен с R -входом первого D -триггера, прямой выход которого соединен с D -входом второго D -триггера, D-вход первого D -триггера является входом логической 1 формирователя.

SU .... 1179335

I