Claims (2)
Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных устройствах дл получени случайных чисел при реше нии задач методами статического моделировани , в стохастических вычислительных машинах дл имитагош случайных воздействий, в системах св зи, иопользук цих случайные jcm псовдослучайиые последовательности, дл формировани шумоподобных сигналов, в различных управл ющих системах дл получени случайных траекттзрий двтжени , а также в различных игральных автсж атах. Известен генератор случайных чисел, в котором напр жение от источника шума хфеобразуетс в потоки случайных импульсов , пересчитываемых счетным трш гером в течение периодических интервалов времени С1Д Его недостаткс 4 вл етс сложность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс генератор , в котором напр жение от источника шума, усиленное усилителгад, по ступает на первый вход п лвого ключевого элемента, второй вход KOTqporo через фqpмиpoвaтeль импульсов Я элвмеш задержки соедан Ш{ с ген)атором тактовых импульсов. Шумовой сигнал по вл етс на выходе первого ключевого элемента только в том случае, есл iaa втором его входе сформирсшан сз1г ал. Выход первого ключевого элемента соедаибн с входом порсгсвого элемента, который преобразует шумовой сигвал в поток случайных импульсов по моментам по влени и длительност м. С вы хода порогового элемента потсж импу71Ь« сов поступает на вход счетного триггера и «Пересчитываете а последним по модулю Два. По окончании действи сигнала ва втсфом входе первого ключевого элемента счет импульсов триггером прекращаетс и на выходе последнего |вкс руетс лог ческвй нуль нпи лошчесзса едшшца Выход счетного тр г гера соедЕШен с первым входом втсрс о ключевого эпеме тв, а второй его вход с генератс хзм тажтовьпс импульсов. Вызоод второго ключевого эпеме та jronflerс выходом генератора р учаЯных чисел С2 .. Считаетс , что под действием потока ЯМпуйьсов, поступающих на вхрд счетного т{ ггфа, веро тность нахождени его В состсйпши попического нул с очень высокой точностью будет равна веро тностн нахождени его в состо нии лопгческрй единицы. При правшсьной реагаь аашш пре хесса считывахщ выходн9го состо ни счетного триггера под действ вкем тактового импульса внвпогкч а то ность будет достигатьс , и на выходе генератора случайных чисел наблюдаютс значительные законсмерные отклонени от равных значений веро тностей нахождени счетного тригг а в состо ни х логическрно нул и логической единицы . Это обусловлено отсутстви л схематическихранений , исключающих на вхо де счетного триггера мпульсы с амплитудами и длительност ми, недостаточнйми дл его нормальной работы {назовем их ненормированными импульсами), а также не дентичностью кэз ческих тгара- метров элементов, участвукших в про .цессе переключени реального счетного триггеру из состо ни лсгического нул в cocTOSDBHe лопаческой единицы и об-. ратно. Значительные отклонещи указан1ЯЫХ вёро тлостей от равных значений могут вызваны ненормированными импульсами по вл ющимис та входе счетного триггера Ез-за прерывани шумовогчэ сигнала первым ключевым элементом . Необходимость прерывать работу счетного триггера во врем действи тактового импульса, в конечном счете, приводит к ухудшеншо статистических параметров Генератора. Это обусловлено тем, что первый ключевой эл емент BKJBO че перед счетным триггером. Кроме того , щзазаакп. действи генерат ш с прекращением работы счетного тригтера во врем дейстш /Рактового н шульса требует изменени ветичины Длительности импульса на втором входе первотю ключевого элемента в тех случа х, когда необходимо ХБзменить длительность тактовых импульсов. Этот недостаток не позвол ет использовать одно и то же устройство в широком диапазоне дтштель иостей тактовых импульсов,- В известных генераторах случайных чисел высокие ста-гаст ческие параметры достигаютс путем случайного подбора элементов. составл ющих генератор. Случайный подбор элементов требует проведени большого объга а экспериментальной работы, как при разработке схемы генератора, так и при изготовлении каждого его образца . В р де случаев приходитс проводить перио ическ й контроль ста-гастических парамет в генераторов,. наход - . ищхс в эксплуатации. Целью изобретени вл етс повыше;Ние точности генератора. . i Поставленна цетпь достигаетс тем, что в Те фатор случайных, чисел, содержащий источник шума, выход соторого через ус питель соед1шен с входом поporoBofo элемента, триггер, генератор TaiCTOBbix импульсов, выход которс го соединен с первым входом элемента И, выход которого вл етс эЫходом генератсра , введены два блока согласовани двух импульсных последовагельностей, эдемент задержки к. генератор опорных импу ьоов, выход которого соединен с . первыми вход1ам 6hoKOB. согласовани двух импульсных последовательностей, выход порогового элемента соединен с вторым входом первого сжа согласовани двух последоватепшостей, выход которого соединён со счетным входом триггера, выход которого соединен с первым входом з ич1ента задержки, выход которого соединён с вторым входом элемента И, первый вход которого объе- .ДЕМен с вторым входом второго блока согласовани двух импульсных последо-вате ьностей , выход которого соединен с вторьтм входом элемента задержки. А также тем, что каждый блок согласовани двух импульсных пос едсжатешностей содержит два D-триггера, выход первого D -триггера соединен с D -входом D- -тригг а, синхронизирующий вход которого вл етс первым входом блока, вторым -входом которого вл етс хжнхрсмаизируюцшй вход первого D - -триггера, D-вход которого оюдключен к шине Логическа единица, ныхРд второго D -триггера вл етс выходом блока и соединен с R -входом первого D -триггера. На фиг. 1 лд юедена структурна схема гейератрра; на 4шг. 2 - схема бпока согласовани j5Byx импульсных последовательнрсте на фиг. 3 - диаграмма работы &1рка согласовани . Генератор содержит последовательно соединенною источник 1 шума, усилитель 2, пороговый элемент 3, первый блок 4 согласовани двух импульсных последовате ьностей , первый вход которого подключен к выходу генератора 5 опорных импульсов, второй вход соединен с выходом порогового элемента, а выход через т жггер 6 - с первым входом элемента 7 задержки, второй вход котороро подключен к выходу второго блока 8 согласовани двух импульсных последсжательностей , первый вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов, а второй - с выходом генератора 9 тактовых импульсов и первым входом элемента И 1О, второй вход подключен к выходу эле мента 7 задержки, а выход вл етс выходсал генератора. Блоки 4 и 8 сс г71асованн два последовательно соединенных тригг а 11 и 12. В схеме генератора стгучайных чисел формирование импульсов с амплитудами и длительност ми, достаточными дл но{ лальноЙ работы триггера 6, достигаетс за счет включени между усилнтелем 2 и триггером 6 порогового элемента 3 и первого блока 4. Первый бло 4 обеспечивает формирование импульсов с длит епьност гми, равными периоду частоты генератора опорных импуттьсс э 5. Импульсы, формируемые первым блоком 4, с нфазны импульсам оперного генератора Если длительность периода опорных импульсов мещзще минимально возмсокиой дпнтельйост между двум сосед ними случайными импульсами, поступающими на второй вход первого блока 4, то на его выходе будет сформировано такое же количество импульсов, которое поступило на его вход. Изменени состо ний триггера 6 щюисходит синфаа- но с .импульсами опорного генератора, п этсму, если тактовые импульсы синфазны импульсам опорногчэ генератор, то случайные числа могут считыватьс непосредственно с выхода триггера 6. В общем случае, когда тактс вые нмпуттьсы не сагафааны импульсам опорного генератора , считывание выходного состо ни трааггера 6 производитс с помощью эле мента задержки 7, управл емого сигнало от второго блока 8 согласовани . Второ блок 8 согласовани обеспечивает формирование импульсов с длительност ми, равными пфиоду частоты генератора 5 опорных импульсов. Импульсы, получаем а выходе второго блока 8, сиифаз ы вмпуттьсам опорного генератора, при э-еом необходимо, чтобы длительность периода опорных импутпзсов была меньше длитель ност периода тактовых импульсов. Второй блок 8 обеспечивает смену состо ний в элементе задержки 7 после окончани тактового импульса. Выходное состо ние элемевпга задерхоси 7 считывае с с помощью элемента И 10, управл емого тактовыми импульсами. При этом, на выходе элемента И Ю формируютс случайнь1е сигналы, длительность icorpoрых равна дгштельности тактового им пульса. , . Предлагаема сх.&ла генератора спу-, чайных чисел выгодно отличаетс от нэ .вестного устройства, так как в ней пе- . ленаправленными схемотехническими решени ми исключаютс закс 1омё1 - ые отклонен веро тностей по вл ш лот ческЬго нул и логи5е.ской единицы на выходе устройства от равного значени , В предлагаемой схеме генератора случайных чисел отсутствует прерывание работы счетного триггера при формировании случайного числа, что прввозоат к улучшению его статических характернотик , а также исключаетс вли ние дли- тельнооп тактового импульса на работу устройства. В результате щшменени этой схемь отпадает необходимость в проведении большого объема экспериментальных исследований по подбору элементов , по вл етс возможность на 1фак- тике получать генераторы случайных чнсеп с статистическими параметршии и соответствук дими расчетными евиными. Формула изобретени Генератор случайных чисел, содержащий источник шума, выход которс х) 4«v. рез усилитель соединен с входом исфо гового элемента, триггер, генерат ч теистовых импульсов, выход соединен с первым входом элемента И, выход . которого вл етс выходом генератора, отличающийс тем, чгго, с целью повышени точности генератора, он содержит два блока согласовани двух импульсных последовательностей, элемент задержки и генератор опорных импульсов, выход которс ч) соединен с первыми входами блоков согласовавв двух импульсных последовательностей, порогового элемента соедн ен с вторым входом первого блока согласовани даух импульсных последовательностей , выход которс го соедииеи со счетным входом тровггера, выход которого соединен с первым входом элемента задержки , выход KOTopoix соединен с входом элемента И, первый вход которого объеданен с входом блока сотасхюавв двух вмлуль ых последовательностей, выход которо го соединен с вторым входс м элемента задероккЕЕ,The invention relates to computing and can be used in digital computing devices to obtain random numbers when solving problems using static simulation methods, in stochastic computers to simulate random effects, in communication systems, using random jcm random sequences, to generate noise-like signals. , in various control systems for obtaining random trajectories of dvstzhzhen, as well as in various playing games. A random number generator is known, in which the voltage from a noise source is generated in random pulse streams recalculated by a counting trig over a periodic time interval. S1D Its shortcoming 4 is complexity. The closest to the proposed technical entity is a generator in which the voltage from the noise source, amplified amplifier, arrives at the first input of the first key element, the second input KOTqporo through the pulse generator I have the delay connected . A noise signal appears at the output of the first key element only in the case, if iaa its second input is formed on a third line. The output of the first key element is connected to the input of the piston element, which converts the noise signal into a stream of random pulses by appearing and duration. From the output of the threshold element, the input signal enters the input of the counting trigger and “Recalculate the last mod Two. Upon termination of the signal at the VTSF input of the first key element, the pulse counting by the trigger stops and at the output of the last | logging card zeroes the output of the unit is connected to the first input of the TSRS about the key condition, and its second input is from the generator and the second input pulses. The second keynote jronfler's output with the output of the generator of the C2 number of participants. It is believed that under the influence of the flow of NMPUs arriving on the counting clock, the probability of finding it in the compressed zero will be equal to the probability of finding it nii lopgicheskogo units. In the case of a right-handed response, the readout of the output state of the counting trigger under the action of the clock pulse will be achieved, and at the output of the random number generator there are significant law-deviations from the equal values of the probabilities of finding the counting trigger in the outlet mode. logical unit. This is due to the lack of schematic storage, excluding on the input counter trigger, pulses with amplitudes and durations that are insufficient for its normal operation (let's call them unnormalized pulses), as well as nonenticality of the casers involved in the process of real counting a trigger from the state of a logical zero in cocTOSDBHe of a shovel and an ob-. martial Significant deviations from specified values of equal values can be caused by unnormalized pulses appearing at the input of a counting trigger, due to the interruption of the signal noise by the first key element. The need to interrupt the operation of the counting trigger during the operation of the clock pulse ultimately leads to a deterioration of the statistical parameters of the generator. This is due to the fact that the first key element BKJBO is before the counting trigger. In addition, ShzaZaakp. Action Generating W with the termination of the counting triggers during the action / malignant pulse requires a change in the duration of the pulse of the pulse at the second input of the first key element in those cases when it is necessary to change the duration of the clock pulses. This disadvantage does not allow using the same device in a wide range of clock pulses. In known random number generators, high statistical parameters are achieved by random selection of elements. make up the generator. Random selection of elements requires a large amount of experimental work, both in the design of the generator circuit and in the manufacture of each sample. In a number of cases it is necessary to conduct periodic monitoring of the stage-gastric parameters in generators. found search in operation. The aim of the invention is to increase the accuracy of the generator. . The set point is achieved by the fact that in the randomizer, a number containing a source of noise, the output of which through a converter connects to the poroBofo input of the element, a trigger, a generator of TaiCTOBbix pulses, the output of which is connected to the first input of the element I, the output of which is output. generator, two blocks of matching two pulse sequences are introduced, a delay element to. a generator of reference impulses, the output of which is connected to first logged in 6hoKOB. matching of two pulse sequences, the output of the threshold element is connected to the second input of the first compression signal; matching of two sequences, the output of which is connected to the counting input of the trigger, the output of which is connected to the first input of the initial delay, the output of which is connected to the second input of the element I, the first input of which .DEMEN with the second input of the second matching unit of two pulse sequences, the output of which is connected to the second input of the delay element. And also by the fact that each block of matching two pulsed constrictions contains two D-flip-flops, the output of the first D-trigger is connected to the D-input of the D- -trigger, the synchronizing input of which is the first input of the unit, the second -input of which is xxnxrc. the input of the first D - trigger, the D input of which is connected to the bus. Logical unit, the RD of the second D trigger is the output of the block and is connected to the R input of the first D trigger. FIG. 1 ld yedena geieratrr structural scheme; on 4shg. 2 is a schematic bpock matching j5Byx pulse sequence in FIG. 3 is a diagram of the operation of & agreement. The generator contains a series-connected noise source 1, an amplifier 2, a threshold element 3, a first block 4 of matching two pulse sequences, the first input of which is connected to the output of the generator 5 of reference pulses, the second input is connected to the output of the threshold element, and the output through m with the first input of the delay element 7, the second input of the kotoro is connected to the output of the second block 8 of matching two pulse sequences, the first input of which is connected to the output of the generator of 5 pulses, and the second to the output of the gene Ator clock 9 and the first input of the AND 1D, a second input connected to the output of the element 7, the delay, and the output is vyhodsal generator. Blocks 4 and 8 cc are equipped with two successively connected triggers 11 and 12. In the generator number generator circuit, pulse formation with amplitudes and durations sufficient for the continuous {trigger} operation of trigger 6 is achieved by the inclusion of threshold element 3 between amplifier 2 and trigger 6 and the first block 4. The first block 4 ensures the formation of pulses with a duration of gnmi equal to the period of the frequency of the generator supporting imputss e 5. The pulses generated by the first block 4 with the phase pulses of the operative generator If the duration of the period Yes, the reference pulses are located between the two neighbors by random impulses arriving at the second input of the first block 4, then the same number of impulses received at its input will be generated at its output. Changes in the states of trigger 6 occur synchronously with the reference oscillator pulses, if it’s clock is in-phase with the oscillator of the reference oscillator, then random numbers can be read directly from the output of the trigger 6. In general, when the clock of the output oscillator , the reading of the output state of the tragger 6 is performed using a delay element 7 controlled by a signal from the second matching unit 8. Secondly, the matching unit 8 provides for the formation of pulses with durations equal to the pfuod of the generator frequency 5 reference pulses. The pulses, we get in the output of the second block 8, sifaz s imports of the reference oscillator, with e-eom it is necessary that the period of the reference impulses was less than the duration of the period of the clock pulses. The second block 8 provides for the change of state in the delay element 7 after the end of the clock pulse. The output state of the element cell 7 is read with the aid of an AND 10 element controlled by clock pulses. At the same time, random signals are formed at the output of the element YU, the duration of the ic corpory is equal to the clock pulse. , The proposed c. &Amp; a generator of spunda numbers favorably differs from the ne known device, since it contains a few. By directing circuit solutions, exclusion orders are excluded - the probabilities are rejected because of the logical zero and logic 5. unit at the output of the device from an equal value. In the proposed random number generator circuit, there is no interruption of the counting trigger when generating a random number, which means that its static characteristics, as well as the effect of a long-duration clock pulse on the operation of the device, are eliminated. As a result of this scheme, there is no need to carry out a large amount of experimental research on the selection of elements, it is possible to obtain random generators with statistical parameters and the corresponding calculated values in 1 way. Claims The random number generator containing the source of the noise output x 4 "v. the cut amplifier is connected to the input of the source element, the trigger, the generator of teist pulses, the output is connected to the first input of the element I, and the output. which is an output of a generator, different in that, in order to increase the accuracy of the generator, it contains two blocks for matching two pulse sequences, a delay element and a reference pulse generator, the output of which is connected to the first inputs of blocks of matching two pulse sequences It is connected with the second input of the first block of matching douh pulse sequences, the output of which is connected to the countable input of the trovger, the output of which is connected to the first input of the element support, the output of KOTopoix is connected to the input of the element I, the first input of which is connected to the input of the block of two types of sequences, the output of which is connected to the second input of the element of the back end,
2. FeHeparqp случайных чисел по 11. 1, отл чаюшвйс тем, что каждый блок согласовани двух импульсных последователыгостей содержит два D -тригтера, выхоц первого D -триггера соединен с D -входом второго 2) T nrrepat сши.р1ЯШЭЕфуюишЙ вход которого вл етс первым входам блока, вторым входом которого вл етс синхронизирующий вход первого D -триггера, t) -вход которого подключен к ишне Логическа единица , выход второго D - триггера вл етс выходом блока и соеданен с R -входом первого D -триггера .2. FeHeparqp random numbers of 11. 1, except that each matching unit of two pulse sequences contains two D-triggers, the output of the first D-trigger is connected to the D-input of the second 2) T nrrepat usi.r. the inputs of the block, the second input of which is the synchronization input of the first D trigger, t), the input of which is connected to the logical unit, the output of the second D trigger is the output of the block and connected to the R input of the first D trigger.
Источники информации, прОЕЕн тые во внимание прБС экспе1Пизе 1. свидетельство СССР № 348991, кл. Q06P 1/02, 197О. 2, Божев М, П. Генер(ировани случайных сигналов. М,, Энерги , 1971. с. 142 (прототип).Sources of information that are taken into account prBS experiment 1PIS 1. USSR certificate № 348991, cl. Q06P 1/02, 197O. 2, Bozhev M, P. Gener (sending random signals. M, Energie, 1971. p. 142 (prototype).
ftmfftmf
/9 4 I ВлоВ I I / 9 4 I VloV I I
иand
ВымвWashout
ьs
аbut
--
Фм.2Fm.2
Фи1.3 II . П I 1 Phi1.3 II. P I 1