SU1758850A1

SU1758850A1 - Генератор случайных чисел

Info

Publication number: SU1758850A1
Application number: SU904846571A
Authority: SU
Inventors: Сергей Вячеславович Аксенов; Игорь Алексеевич Скляров
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Изобретение относитс к импульсной и цифровой технике. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей. Изобретение содержит последовательно соединенные источник 1 шума, усилитель 2, спусковое устройство 3, триггер 4, ключ 5, выход которого вл етс первым выходом устройства, ключ 6, делители 7. 11 частоты, формирователь 8 импульсов, генератор 9 опорной последовательности, блок 10 начальной установки. Введение в генератор случайных чисел триггера 4, ключа 5, делителей 7, 11, формировател 8 и блока 10 начальной установки позволило сформировать , кроме случайного телеграфного сигнала, последовательности N-разр дных двоичных случайных чисел, следующих с зада иным периодом повторени . Приведена функциональна схема формировател 8. 3 ил.

Description

ел

00 00 01

Изобретение относитс к импульсной и цифровой технике и может быть использо- 1зэно в качестве датчика N-разр дных двоич- ных случайных чисел, следующих с заданным периодом повторени .

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем формировани последовательности N-разр дных двоичных случайных чисел следующих с заданным периодом повторени .

На фиг. 1 изображена функциональна схема генератора случайных чисел; на фиг. 2 - функциональна схема формировател импульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы , по сн ющие работу генератора.

Генератор случайных чисел (фиг.1) содержит последовательно соединенные источник шума 1, усилитель 2, спусковое устройство 3, триггер А и ключ 5. ключ 6, делитель частоты 7, формирователь 8 импульсов , генератор 9 опорной последовательности , блок 10 начальной установки, делитель частоты 11, причем выход генератора 9 через ключ 6 соединен со входдм спускового устройства 3, выход блока 10 подключен к одному из входов формировател 8 непосредственно, а ко второму и третьему его входам через делители 7, 11 соответственно, выход формировател 8 соединен со вторым входом ключа 5.

Формирователь 8 (фиг.2) содержит элемент 12 задержки, триггеры 13, 14, элемент И 15, причем выход элемент 12 задержки через последовательно соединенные триггер 14 и элемент И 15 подключен по R-вхо- дам триггера 13 и 14.

Спусковое устройство 3 может быть выполнено в виде одновибратора, либо в виде ждущего блокинг-генератора. Блок 10 начальной установки выполнен в виде интегрирующей цепи, на вход которого подаетс посто нное напр жение в момент включени напр жени источника питани . Посто нна времени зар да цепи много больше длительности переходных процессов в генераторе случайных чисел. При включении питани на выходе цепи будет напр жение О, которым устанавливаютс в начальное состо ние делители 7 и 11 и формирователь 8. По мере зар да конденсатора интегрирующей цепи нэп р жение на ее выходе стано- витс равным напр жению 1, этим напр жением делители 7, 11 и формирователь 8 переводитс в рабочее состо ние.

Генератор случайных чисел работает следующим образом.

После включени напр жени питани блок 10 начальной установки устанавливает делители 7,11 частоты, а также формирователь 8 импульсов в начальное состо ние.

Генератор 9 опорной последовательности вырабатывает периодическую последовательность импульсов (фиг.За) длительностью г, следующих с периодом повторени

Т, котора поступает через ключ 6 на второй вход спускового устройства 3. На первый вход спускового устройства 3 поступает через усилитель 2 напр жение шума (фиг.36) с выхода источника шума 1, а на третий вход

0 спускового устройства 3 подаетс напр жение порога срабатывани Unop. На выходе спускового устройства 3 формируетс случайна последовательность импульсов посто нной амплитуды и длительности с

5 детерминированным тактовым интервалом (фиг.Зв). Импульс на выходе спускового устройства 3 вырабатываетс в случае, если напр жение шумов

превышает его порог срабатывани

0 Unop. Выходными импульсами устройства 3 запускаетс триггер 4. на выходе которого формируетс случайный телеграфный сигнал с детерминированным тактовым интервалом (фиг.Зг). Этот сигнал подаетс на

5 первый (информационный) вход ключа 5. Сигнал с выхода генератора 9 опорной последовательности подаетс на первый вход делител 7 частоты с коэффициентом делени равным М (фиг.Зд), период следовани

0 выходных импульсов делител 7 равен 2МТ. Этот период определ ет период следовани формируемых двоичных случайных чисел. Коэффициент делени делител 11 равен N (фиг.Зе). Длительность выходного импульса

5 делител 11 равна NT, длительность этого импульса определ ет разр дность формируемого двоичного числа. Формирователь 8 импульсов переводитс из состо ни О в состо ние 1 задним фронтом сигнала де0 лител 7 и из состо ни 1 в состо ние О задним фронтом сигнала делител 11 (фиг.Зж). Выходной сигнал формировател 8 поступает на второй (управл ющий) вход ключа 5, в результате на выходе ключа 5

5 формируетс сигнал, представл ющий собой выборку длиной NT из случайного телеграфного сигнала (фиг.Зз). Этот сигнал представл ет собой случайную последовательность О и Г и может рассматривать0 с как двоичное случайное число разр дности N, представленное в последовательно коде. Если порог срабатывани устройства 3 выбран так, что веро тность превышени входным шумом порога Unop

5 равна 1/2, веро тность по влени на выходе ключа 5 каждого из чисел в интервале от О до 2N -1 будет равна 1 /2N. Выход ключа 5 вл етс первым выходом генератора случайных чисел, на второй выход которого подаетс сигнал с выхода формировател 8, а

на третий выход - подаетс сигнал генератора 9 опорной последовательности 4, что обеспечивает синхронизацию включенных на выходах генератора случайных чисел устройств .

Формирователь работает следующим образом.

После включени питани с блока 10 на первый вход элемента И 15 поступает сигнал низкого уровн . Независимо от состо ни триггера 14 на выходе элемента И 15 будет О, который установит триггеры 13, 14 в состо ние О. Задним фронтом сигнала с выхода делител 7 триггер 13 переводитс в состо ние 1. При этом на входах I и К триггера 14 будет 1. Задним фронтом задержанного сигнала с выхода делител 11 триггер 14 переводитс в состо ние. При этом на второй вход элемента И 15 поступает О, а на первый вход - с блока 10 подаетс сигнал высокого уровн . На выходе элемента И 15 установитс низкий уровень, которым триггеры 13 и 14 будут переведены в состо ние О. Элемент задержки 12 необходим дл исключени ложного срабатывани триггера 14.

Использование предлагаемого технического решени позвол ет расширить функциональные возможности известного устройства и сформировать последовательность N-разр дных двоичных случайных чисел , следующих с заданным периодом повторени .

Claims

Формула изобретени Генератор случайных чисел, содержащий последовательно соединенные источник шума, усилитель и спусковое 5 устройство, второй вход которого подключен через первый ключ к выходу генератора опорной последовательности, третий вход спускового устройства соединен с шиной напр жени порога срабатывани , о т л и0 ч а ю.щ и и с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные триггер и второй ключ, последовательно соединенные блок начальной установки,

5 первый делитель частоты и формирователь импульсов, второй делитель частоты, выход которого подключен к второму входу формировател импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока начальной уста0 новки и с первым входом второго делител частоты, второй вход которого соединен с вторым входом первого делител частоты и с выходом генератора опорной последовательности , причем вход триггера под5 ключей к выходу спускового устройства, а выход формировател импульсов соединен с вторым входом второго ключа, при этом выходы второго ключа, формировател импульсов и генератора опорной последо0 вательности подключены соответственно к первой, второй и третьей выходным шинам .

b ffcp

Фиг.1

Фиг.2