SU1587502A2

SU1587502A2 - Генератор случайного процесса

Info

Publication number: SU1587502A2
Application number: SU884443944A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Ковалев; Владимир Васильевич Круглов; Алла Тихоновна Прохоренкова; Вадим Александрович Зубов; Владимир Сергеевич Горьков
Original assignee: Смоленский филиал Московского энергетического института
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1990-08-23

Abstract

Изобретение позвол ет расширить функциональные возможности генератора за счет формировани случайного вектора с независимыми составл ющими и бинарного сигнала, распределенного по закону Пуассона. Применение генератора 4 пилообразного напр жени с входом задани частоты, а также введение разделительного конденсатора 10 и усилител 11 обеспечивает достижение указанной цели. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

сд

оо СП

Изобретение может использоватьс дл получени равномерно распределенного случайного сигнала, дл формировани случайного вектора с независимыми составл ющими и бинарного сигна- ла, распределенного по закону Пуассона и вл етс усовершенствованием изобретени по авт.св. № 1506446.

Цель изобретени - расширение Q функциональных возможностей за счет формировани случайного вектора с независимыми составл ющими и бинарного сигнала, распределенного по закону Пуассона.

На чертеже приведена схема генератора случайного процесса.

Генератор случайного процесса содержит первый 1 и второй 2 датчики равномерно распределенных случайных 20 сигналов, перекидной ключ 3, генератор 4 пилообразного напр жени , подключенный к информационньп входам первого 5 и второго 6 запоминающих элементов , вход щих в состав первого 1 25 и второго 2 датчиков равномерно распределенных случайных сигналов, входы записи запоминающих элементов 5 и 6 соединены с выходами соответствующих генераторов 7 и 8 тактовых импульсов ЗО и установочными входами триггера 9. Кроме того, генератор содержит разделительный конденсатор 10 и усилитель П .

Генератор 4 пилообразного напр же- ни содержит оптрон 12, токозадающие .резисторы 13-Г6 , согласующий регистр 17, врем задающий конденсатор 18 и операционные усилители 19 и 20. Выходы составл ющих вектора вл ютс вы- ,Q ходами запоминающих элементов 5 и 6 первого 1 и второго 2 датчиков рав- ном.ерно распределенного случайного сигнала, выход бинарного сигнала вг л етс выходом триггера 9.45

Г

Генератор случайного процесса работает следующим образом.

Генераторы 7 и 8 тактовых импульсов представл ют собой преобразователи напр жение - период либо напр - жение - частота. Причем генератор 7 тактовых импульсов преобразует напр жение с выхода запоминающего элемента 6, а генератор 8 тактовых импульсов - с выхода запоминающего элемента 5.

Работа генератора рассматриваетс с начала с отключенными св з ми блоков 5 и 8, 6 и 7, 11 и 8, 3 и 4.

В св зи с тем, что уровни напр жений с выходов запоминающих элементов 5 и 6 получаютс фиксированием величины сигнала генератора 4 пилообразного напр жени в случайные моменты времени, определ емые моментом действи рабочих фронтов указанных генераторов 7 и 8, то.выходные сигналы запоминающих элементов 5 и 6 буду иметь случайный характер. Выходтге сигналы запоминающих элементов 5 и 6 имеют равномерный закон распределени в пределах удвоенной амплитуды генератора 4 пилообразного напр жени .

Триггер 9 с приходом тактового импульса на один из входов подключает соответствующий запоминающий элемент к скал рному выходу всего устройства Это позвол ет получить перемешивание двух равномерно распределенных случайных сигналов, за счет чего достигаетс существенное уменьшение коррел ции значений скал рного выходного сигнала всего устройства. Введетше перекрестных св зей блоков 5-8 и 6-7 приводит к -еще большему усилению данного эффекта, так как период генераторов 7 и 8 тактовых импульсов посто нно мен етс и не зависит от собс7 венных выходных сигналов.

Однако коррел тивна св зь между составл ющими и у р Дополни- тельного случайного вектора все еще сохран етс , так как период выходного сигнала генератора 4 пилообразного напр жени .остаетс посто нным в течение все й работы генератора. Значительно ослабить коррел цию позвол ет введение зависимости частоты генератора 4 пилообразного напр жени от скал рного случайного выходного сигнала Ugt,,y,

Генератор 4 пилообразного напр жени выполнен по схеме симметричного автоколебательного мультивибратора на- операционном усилителе 19, причем выходна клемма генератора объединена с инвертирующим входом усилител 19 через дополнительный неинвертирующий усилитель 20 посто нного тока с последовательной- обратной св зью. Амплитуда пилообразного напр жени на инвертирующем входе усилител 19 определ етс соотношением резисторов 13 и 14, образующими делитель в цепи положительно обратной св зи автоколебательного fyль- тивибратора:

и.

- yjwj(e/Ri4

RB+

Частота следовани выходным импульсов определ етс посто нной времени врем задающей цепи автоколебательного мультивибратора котора в данной схеме образована конденсатором и фоторезистором оптрона, один конец светоизлучател которой объединен с общей точкой схемы, а второй через резистор с входом задани частоты генератора 4 пилообразного напр жени . При этом на инвертирующем входе усилител 19 формируетс пилообразное напр жение с посто нной амплитудой DC и крутизной наклона, мен ющейс случайным образом. Дл получени требуемой линейности характеристики генератора 4 пилообразного напр жени рекомендуетс выбирать ,, при этом коэффициент -делен и положительной обратной св зи возрастает, и амплитуда сигнала И уменьшаетс . Дополнительный усилитель 20 посто нного тока позвол ет получить требуемый размах амплитуды пилообразного напр жени .

Таким образом ослабл етс существующа коррел ци сигналов и можно сформировать дополнитель Ь й случайный вектор с независимыми составл ющими

Вых 01 выхог- ак показывает статис L . ,

тический анализ бинарного сигнала полученного с выхода триггера 9, его распределение оказываетс близким к закону Пуассона. До выравнивани средней частоты переключени триггера , т.е. стабилизации интенсивности потока Пуассона, в структуру генератора введены разделительный конденсатор 10 и фильтруюишй усшпггсль 11. Последовательность импульсов с выхода триггера 9 дифференцируетс разделительным конденсатором 10 и полученный сигнал усредн етс усилителем 1. В результате на выходе усилител 11 возникает посто нное напр жение, пропорциональное средней разностной частоте разнош-1енных переключений триггера 9. Это напр жение воздействует на второй вход управлени частотой генератора тактовых импульсов. В установившемс режиме работы среднее значение разностной частоты близко к нулю, что соответствует посто нной интенсивности

875026

Пуссоновского потока (бинарного сигнала на выходе триггера 9 - Ug(t)).

Таким образом, дополнительные св зи, введенные в предлагаемое устройство , а также использование разделительного конденсатора и усилител позвол ют расширить функциональные возможности генератора случайного to процесса.

Claims

1. Генератор случайного процесса 15 по авт. св. N- 1506446, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за счет формировани случайного вектора с независимыми составл юи1Ими и би- М нарного сигнала, распределенного по здкону Пуассона, в него введены разделительный конденсатор и усилитель , причем подвижный контакт ключа соединен с входом задани частоты 25 генератора пилообразного напр жени , выходы запоминающих элементов первого и второго датчиков равномерно распределенных сигналов вл ютс выходами составл ющих вектора генератора, вы- 30 ход триггера вл етс выходом бинарного сигнала генератора и соединен через разделительный конденсатор с входом усилител , выход которого соединен с вторым входом управлени час- 3 тотой генератора тактовых импульсов второго датчика равномерно распреде- ленного сигнала.

2. Генератор поп.1, отличающийс тем, что генератор пило- 40 образного напр жени содержит два операционных усилител , оптрон,четыре токозадаюпд1х резистора, согласукщий резистор и врем задающий конденсатор, причем вход задани частоты генера- 45 тора соединен через согласующий резистор с первым выводом светоизлучател оптрона, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала , с первым выводом врем задающего 0 конденсатора и с первыми э{.1 одами

первого и второго токозадающих резис-i . торов, второй вывод врем задающего конденсатора соединен с инверсным входом первого операционного ускли- 5 тел , с пр мым входом второго операционного усилител и с первым выводом фоторезистора оптрона, второй вывод которого соединен с выходом первого Операционного усилител и

7 15875028

с первым выводом третьего токозада-усилител вл етс выходом геиератоющего резистора, второй вывод которсра и соединен через четвертый токого соединен с пр мым входом первогозадающий резистор с инверсным вхооперационного усилител и с вторым Д° этого же операционного усилитевыводом первого токозадающего резне-.л и с вторым выводом второго токотора , выход второго операционногозадающего резистора.