SU894706A1 - Генератор равномерно распределенных случайных величин - Google Patents

Description

(54) ГЕНЕРАТОР РАВНОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в генераторах шума, предназначенных дл  проведени  исследований шумов электрических сигналов в низкочастотном диапазоне.

Известен генератор равноверо тно распределенных случайных величин, содержащий генератор шума с нормальным законом распределени , пороговый элемент , блок пам ти, сумматор, первый и второй элементы И и линейный преобразователь . Работа генератора, осуществл етс  путем функционального преобразовани  нормального шума 1.

Однако известный генератор не обеспечивает достаточной точности приближени  к равноверо тному закону распределени  случайных величин.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  генератор случайного процесса , содержащий генератор бинарного шума, реверсивный счетчик, выходной усилитель, триггер, вход которого соединен с выходом генератора бинарного myfia, генератор тактовых импульсов , первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходами триггера соответственно, а СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН

вторые с выходом генератора тактовых импульсов, цифроаналоговый преобразователь , выход которого соединен с выходным усилителем, а вход - с первым выходом реверсивного счетчика, две цепочки, кажда  из которых состоит из дешифратора, элемента задержки , элемента И, элемента Запрет и элемента ИЛИ. Вход каждого

10 дешифратора соединен со вторым и третьим выходами реверсивного счетчика соответственна, а выход через элемент задержки - с первыми входами соответствующих элементов За15 прет и И, выходы которых через элементы ИЛИ соединены со входами реверсивного счетчика. Вторые входы элементов И соединены с выходом генератора тактовых импульсов, вторые входы элементов Запрет - с выхо20 дами первого и второго элементов И соответственно.

Известное устройство работает следующим образом.

При поступлении на суммирующий или

25 вычитающий вход реверсивного счетчи-; ка тактовых импульсов с веро тностью 1/2 в последнем реализуетс  процесс симметричных случайных блуждений по 30 множеству его состо ний. Эти состо ни  преобразуютс  с помощью цифроаналогового преобразовател  в напр жение ступенчатой формы, имеющее равномерное распределение веро тностей мгновенных значений. Дл  исключени  переходов реверсивного счетчика из крайних состо ний в нулевое, в эти крайние состо ни  поставлены две цепочки , состо щие из дешифратора элементов И, Запрета и ИЛИ, одна цепочка обеспечивает переход счетчика из N-ro состо ни  в (N-l)-e, а друга  из {-N)-ro состо ни  в (-N+i)с веро тностью единица 2 .

Недостатками известного генератора  вл ютс  его сложность и то, что веро тность крайних значений получаетс  больше чем остальных.

Цель Изобретени  -. увеличение точности приближени  генерируемого .процесса к равноверо тному закону распределени  случайных величин и упрощение устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в генератор равномерно распределенных случайных величин, содержащий реверсивный счетчик, выход которого .соединен с входами первого и второго дещифратора. и входом цифроаналогового преобразовател , выходной усилитель , вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразовател , генератор бинарного шума, генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом генератора бинарного шума, а второй выход соединен.с первыми входами перво го и второго элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, введены триггер, элементы ИЛИ, НЕ, ИСКЛЮЧАЮЕГ5ЕЕ ИЛИ, выходы дешифраторов через элемент ИЛИ соединены со счетным входом триггера, выход Которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора бинарного шума, а выход соединен со вторым входОтл первого элемента И, и через элемент НЕ - со вторым входом второго элемента И.

На фиг.1 представлен генератор равномерно распределенных случайных величин, структурна  схема; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу генератора.

В генераторе первый выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с генератором 2 бинарного шума, а второй выход соединен с первыми входами элементов И 3 и 4, выходы которых соединены со входами реверсивного счетчика 5: один с суммирующим входом, другой с вычитающим. Выход реверсивного счетчика соединен со входом цифроаналогового преобразовател  6 и входами двух дешифраторов. 7 и 8. Выходы дешифра оров соединены со входами элемента ИЛИ 9, выход которого соединен со счетным входом триггера 10. Выход триггера соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходом генератора 2. бинарного шума. Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторыми входами элементов И 3 и 5, причем один из них через элемент НЕ 12. Выход преобразовател  б соединен со входом усилител  13.

Генератор работает следующим образом .

Claims (2)

1. Первый выход генератора 1 тактовых импульсов выдает тактовые импульсы (фиг.2а) дл  синхронизации работы генератора 2 бинарного шума. Последний может быть генератором случайного бинарного шума или генератором псевдослучайной последовательности максимальной длины с достаточно большой длиной последовательности. Генератор бинарного шума на выходе выдает сигнал (фиг.2 б), имеющий веро тность по влени  высокого или низкого уровн  1/2. Этот сигнал поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11. Если тем временем- на выходе триггера 10, который соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ есть низкий уровень, то бинарный шум через этот элемент проходит неинвертированный и попадает на входы элементов И 3 и 4, причем один из них через инвертор 12. Таким образом , на первых входах элементов И действует бинарный шум в противофазах и управл ет прохождением тактовых импульсов из второго выхода (фиг.2 г) генератора 1 тактовых импульсов через элементы И на входы реверсивного счетчика 5, т.е. тактовые импульсы по случайному закону с веро тностью 1/2 поступают то на суммирующий , то на вычитающий вход. В реверсивном счетчике реализуетс  процесс симметричных блужданий по множеству его состо ний. Эти состо ни  преобразуютс  с помощью цифроаналогового преобразовател  б в напр жение ступенчатой форма (фиг.2 д), которое усиливаетс  выходным усилителем 13 до требуемой мощности и поступает на выход устройства. Это напр жение имеет равномерное распределение веро тностей мгновенных значений Если реверсивный счетчик 5 достигает одно из крайних состо ний, соответствующий дешифратор 7 или 8 на выход выдает . положительный эффект, т.е. переходит из низкого уровн  в высокий , который проходит через элемент ИЛИ 9 и переводит триггер 10 в другое состо ние (момент времени t , на фиг.2). Так как уровень на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ мен етс , мен етс  и пол рность бинарного шума на выходе этого элемента (момент времени на фиг,2в), а также мен етс  направление счета реверсивного счет чика. Таким образом получаетс  от ражение направлени  счета реверсив ного счетчика. Соотношение частот следовани  тактовых импульсов, по ступающих на реверсный счетчик и генератор бинарного шума, должно быть где f. - частота следовани  импуль- сов, поступающих на генера тор бинарного шума; f - частота следовани  импуль сов, поступающих на ревер сивный счетчик. От этого соотношени  зависит спектр сигнала и автокоррел ционна  характеристика, но при всех случа х распределение мгновенных амплитуд имеет равномерный закон. Таким образом, положительный эффект достигаетс  за счет введени  схему элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с п мощью которого удалось получить эффективное отражение от крайних состо ний и.одновременно упростить схе му. Формула изобретени  Генератор равномерно распределен ных случайных величин, содержащий р версивный счетчик, выход которого соединен со входами первого и второго дешифраторов и входом цифроаналогового преобразовател , выходной усилитель , вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразовател , генератор бинарного шума, генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен со входом генератора бинарного шума, а второй выход - с первыми входами первого и второго элементов И,, выходы которых соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности генератора, он содер-жит элемент ИЛИ, триггер, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ, выходы дешифраторов через элемент ИЛИ соединены со счетным входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора бинарного шума, а выход соединен со вторым входом первого элемента.И, и через элемент НЕ - со вторым входом второго элемента И. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР .430400, кл. G Об F 1/02, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 524199, кл. G 06 G 7/52,1976 (прототип ) .

   ВшоЗ

   // tl I I I I I I H

   йЛ

   П I I I I I I I I

   Ui.