SU386392A1 - Генератор случайных величин - Google Patents

Description

1

Генератор преднааначен дл  получени  Дйс-. kpeTHbix значений случайных величил дл  моделировани  различных веро тностных процессов .

Известны генераторы случайных величин, Содержащие физический генератор шума, генератор детерминированной последовательности импульсов, счетчики импульсов, матричные переключатели и другие импульсные н логические узлы. Схема таких генераторов сложна. Веро тностные характеристики генерируемых ими величин завис т от параметров физического генератора шума, которые, в свою очередь, завис т от различных дестабилизирующих факторов (изменений температуры , питающих напр жений, процессов старени  элементов). Они характеризуютс  сложностью получени  требуемого закона распределени  и наличием взаимной коррекции генерируемых случайных величин.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известных тем, что в нем один выход генератора импульсов соединен с запоминающим устройством через делитель и одну из схем «И, причем выход делител  подключен к входу запуска триггера, а другой - через другую схему «И, счетчик, матричный переключатель , блок схем «И и схему «ИЛИ. Генератор щума через преобразователь подсоединен к счетному входу запуска триггера, соединеиного с целью запуска одновибратора, выход которого подключен к запоминающему устройству , счетчику и делителю. Потенциальный выход триггера соединен со вторыми входами схем «И. Это позвол ет значительно упростить конструкцию генератора, получить высокую стабильность веро тностных характеристик при воздействии дестабилизирующих факторов, упростить получение требуемого

закона распределени , а также исключить взаимную коррел цию.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого генератора.

Генератор / шума соединен с преобразователем 1, выход которого через контакты а и б выключател  5 подсоединен к счетному входу запуска триггера 4. Выход триггера подключен к входу одновибратора 5 и схемам

«И 5 и 7. Выход одновибратора соединен с цепью сброса делител  S, счетчика 9 импульсов и запоминающего устройства 10. Вход делител  через контакты в и г выключател  3 подключен к выходу генератора // импульсов,

а вход счетчика 9 подсоединен к выходу того же генератора через схему 7. Выход счетчик через матричный переключатель 12, блок схем «И и схему «ИЛИ 14 подключен к входу запоминающего устройства, которое

соединено с выходом схемы 6. Выход делител  8 подключен к входу одного плеча запуска триггера 4 и к схеме 6.

При замыкании ключа 3 импульсы с геператора 11 поступают иа делитель 8, кратность делени  которого выбираетс  равной 10 л; (п,1,2...)- Импульсы с выхода делител  подаютс  на триггер 4 и схему 6, на выход которой они проход т только при наличии сигнала с триггера. В исходном состо нии такой сигнал отсутствует.

С генератора / электрический плум поступает на преобразователь 2, где преобразуетс  в пуассоновский поток импульсов. Когда ключ 3 замкнут, они могут проходить на счетный вход запуска триггера 4.

В момент tu замыкаии  ключа импульсы с генератора 11 подаютс  на делйтель 8 .и этим определ етс  начало одного цикла работы устройства. Концом этого цикла  вл етс  момент времени /ь когда на выходе делител  по вл етс  импульс. Таким образом, период работы устройства определ етс  отрезком времени , который делитс  импульсами генератора 11 на 10 п отрезков. В течение промежутка времени т с преобразовател  на триггер может поступить только один случайный импульс или более одного импульса и может .не поступить ни одного случайного импульса.

Если за врем  т с преобразовател  на триггер не поступает ни одного случайного импульса , счетчик 9 не заполн етс , так как на него через схему 7 не проход т импульсы с генератора 11. По вившийс  в конце интервала времени т на выходе делител  8 импульс не проходит через схему 6 на запоминающее устройство 10. О.н поступает только на триггер 4. При этом триггер не опрокидываетс , так как находитс  в исходном состо нии. Таким образом, временной интервал т, в течение которого не по вл етс , случайный импульс , оказываетс  нерабочнм.

Если же за врем  т с преобразовател  на триггер поступает более одного импульса, то в момент по влени  первого случайного импульса триггер опрокидываетс  и выдает на схемы 6 и 7 сигнал. С этого момента начинает заполн тьс  счетчик, емкость которого выбираетс  равной 10.1;. При по влении второго случайного импульса триггер снова опрокидываетс . В этот момент сигнал с триггера, подаваемый на схемы и 7, снимаетс , счетчик перестает заполн тьс , с триггера иа одновибратор 5 поступает импульс запуска. Одновибратор срабатывает и на его выходе по вл етс  имнульс сброса, который поступает на делитель, сбрасыва  его в исходное состо ние, на счетчик, сбрасыва  записанное там число, и на устройство 10, сбрасыва  записанное там число. Таким образом, при по влении второго случайного импульса, устройство возвращаетс  в исходное состо ние и начинаетс  отработка нового временного интервала .

Если за врем  т с преобразовател  на триггер поступает только однн случайный импульс , устройство срабатывает, как было описано выше при по влении первого случайного имлульса. Далее оно работает следующим образом.

Счетчик 9 заполн етс  до окончани  временного интервала т. Тем самым с помощью счетчика измер ют интервал времени от момента по влени  случайного импульса в интервале т до окончани  этого интервала с точностью до 1 : (10 л;). По окончании этого интервала на выходе делител  8 по вл етс  импульс, который через схе.му 6 проходит на запоминающее устройство 10, дава  команду

на считывание записанной в нем величины. Этот же импульс поступает на триггер 4 и переключает его в исходное состо ние. При этом на выходе триггера по вл етс  импульс, который запускает одновибратор 5. Одновибратор срабатывает и выдает импульс сброса на делитель, счетчик и запоминающее устройство . Таким образом, считывание случайных величин с запоминающего устройства производитс  только в том случае, когда в течение

интервала времени по вл етс  один случайный импульс.

Иными словами, на пуассоновский поток импульсов накладывают последовательность нормированных интервалов времени т и выбирают только те интервалы, в которые попадает только один случайный импульс. При этом случайные импульсы оказываютс  распределенными в интервале времени по закону равной веро тности. Это свойство и положено в основу получени  нужного закона распределени  случайной величины. Кажда  декада счетчика имеет дес ть выходов, каждый из которых соединен с одной строкой матричного переключател  12. Число столбцов в

матричном переключателе выбираетс  равным числу дискретных значений случайной величины X, пределы изменени  которой Хмаи-- макс- Очевидно, ЧТО ДЛЯ получени  заданного закона распределени  случайной велиЧины каждое дискретное значение Axj(,2,

. . ., т; + X2+...+АХт Хиакс - Хшш)

должно по вл тьс  с заданной веро тностью

Рг(Р1 + Р2+...).

Каждое дискретное значение случайной ве ичины в устройстве представл етс  числом импульсов на выходе схемы «ИЛИ 14, т. е. Axi представл етс  одним импульсом, Ахг - двум  и т. д. Следовательно, количество импульсов , по вл ющеес  .на выходе схемы 14,

должно иметь заданную веро тность.

Если в течение времени т на запоминающее устройство подавать последовательность импульсов , общее количество которых равно т, и временной сдвиг между ними A/j выбирать

пропорциональным требуемой веро тности Рг, чтобы при этом соблюдалось условие A/I + .. , то веро тность по влени  на выходе i-ro дискретного значени  случайной величины имеет требуемую веро тность

Рг. Така  последовательность импульсов с за