Генератор случайного потока импульсов

 

Изобретение относится к вычис лительной технике и может быть использовано для моделирования потоков отказов аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности формирования временных интервалов с законом распределения Вейбулла. Генератор содержит генератор 1 равномерно распределенных случайных чисел, блоки 2,7,8 логарифмирования, цифроаналоговый преобразователь 3, делители 4, 5, инвертор 6, схему 9 сравнения , формирователь 10 импульсов, генератор 11 линейно изменяющегося напряжения и элемент 12 задержки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4341934/24 (22) 15.12.87 (46) 07.06.91. Вюп. В 21 (72) И.Г. Дорух и А.П. Порух (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1179332, кл . С 06 F 7/58, 1984, Авторское свидетельство СССР

И 1408437, кл . 6 06 F 7/58, 1986. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА

ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к вычис лительной технике и может быть использовано для моделирования потоИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования потоков отказов аппаратуры.

Цель изобретения — расширение об- . ласти применения путем обеспечения возможности формирования временных интервалов с законом распределения

Вейбулл а .

На чертеже представлена структурная схема генератора случайного потока импульсов.

Генератор содержит генератор 1 равномерно распределенных случайных чисел, блок 2 логарифмирования, цифроаналоговый преобразователь 3, делители 4 и 5, инвертор 6, блоки 7 и 8 логарифмирования, схему 9 сравнения, формирователь 10 импульсов, генератор 11 линейно изменяющегося напряжения и элемент 12 задержки.

Генератор случайного потока импульсов работает следующим образом.

„„SU„„1654816 А1 ков отказов аппаратуры. Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения возможности формирования временных интервалов с законом распределения Вейбулла. Генератор содержит генератор 1 равномерно распределенных случайных чисел, блоки 2,7,8 логарифмирования, цифроаналоговый преобразователь 3, дех ители 4, 5, инвертор 6, схему 9 сравнения, формирователь 10 импульсов, генератор 11 линейно изменяющегося напряжения и элемент 12 задержки.

1 ил.

Перед началом работы подаются импульсы на вход опроса генератора 1, на вход сброса генератора 11 и на вход элемента 12. Генератор 1 выра- Д батывает случайное число, равномерно распределенное в интервале 0-1. >а

Это число в блоке 2 преобразуется С5 в число а = 1п ) и поступает на вход Ql преобразователя 3. В преобразователе вфЬ

3 число д преобразуется в постоянное QO напряжение, которое через делитель 4 ми поступает на вход блока 7. Уровень ф

:U напряжения на входе блока 7 сос6, тавляет

К 1ng

Ц, в

6 К где К вЂ” коэффициент передачи преоб3 раэователя 3;

К вЂ” коэффициент деления делите4ля 4.

Поступивший на вход блока 7 уровень U@ логарифмируется, à резутiь1654816

4 (4) v„,(t) = к«

w(t) = Я exp(-Qt) тат логарифмирования через делитель

5 поступает на второй вход схемы 9.

Уровень Б напряжения на втором входе схемы 9

К7 1("5

U = †1nU, = К 1n(- †1п )

5 К 7 К4 ) 10

Где К вЂ” коэффициент передачи блока 7

7 I

К вЂ” коэффициент деления депите1 ля 5.

Через элемен 12 запускающий импульс поступает на вход запуска генератора 11 и он начинает вырабаты()5ать линейно нарастающее напряжение

U«(t), которое поступает на вход блока 8. Напряжение U«(t) связано с временем t отсчитываемым с момента

Наступления запускающего импульса на вход генератора 11 уравнением где К « — крутизна генератора 11.

В блоке 8 сигнал U«(t) логарифмируется и результат поступает на первь)й вход схемы 9. сигнал п () на первом входе схемы 9 равен

U>(t) = к 1n(Uqq(t))= к )л(к„ t)p (2) где К вЂ” коэффициент передачи блока 8. о

В момент равенства напряжений Бу и П)1(С); определяемых уравнениями (1) и (2), на выходе схемы 9 формируется сигнал, под действием которого формирователь t0 вырабатывает импульс, который поступает на выход генерато- 40 ра на вход опроса генератора 1, на вход сброса и через элемент 12 на вход пуска генератора 11. Напряжение

U, на выходе генератора 11 скачкообра«зно уменьшается до нуля, а затем 45 вновь начинает линейно нарастать.

Генератор 1 вырабатывает новое случайное число. Далее цикл повторяется.

Таким образом, на выходе генерато-,. ра формируется случайный поток импуль 50сов, интервалы времени между которыми жестко связаны с числами, вырабатываемыми генератором 1. Связь указанных интервалов времени с числами может быть определена из условий 55 равенства напряжений U< и U> (t) ° В соответствии с уравнениями (1) и (2) можно записать 1

К3 ("5

К 1n(- --1n ) = К 1п(К t) . (Э)

7 K 8

Поскольку блоки 7 и 8. идентичны, то выполняется условие К7 = К, по. этому уравнение (3) можно запйсать в виде

К1 (- — 1ng ) = 1n(K t)

К 1!

1 5 (- -- 1п )

К

К«,Коэффициенты деления К4 и К вырабатываются из условий К = 0C (5);

%Кз

К = — — — (6) где и (6 — парамет4 К

11 ры требуемого закона распределения.

При выполнении условий (5) и (6) уравнение (4) приводит к виду

Ine„f/g

t = t(p) = (- — ") .(7) h

Решая полученное уравнение относительно, можно записать

1)(g(t) = ехр (- Яt ) . (8) Совместное решение уравнений (7) (8) дает

1-0(М

M(t) =ф о t ехр(-Яй ) (9) Из полученного.уравнения видно, что предлагаемый генератор обеспечивает формирование случайного потока импульсов, временные интервалы между которыми распределены по закону

Вейбулла.

При М = 1 уравнение (9) приводится к виду и предлагаемый генератор формирует временные интервалы с показательным законом распределения.

Формула из обр ет ения

Генератор случайного потока импульсов, содержащий г енератор равномерно распределенных случайных чисел, выход которого через последова» тельно соединенные первый блок логарифмирования и цифроаналоговый преобразователь соединен с входом первого делителя, схему сравнения, 16 548

Составитель И. Столяров

Техред А.Кравчук Корр ект ор А. Обр уч ар

Редактор О. Головач

Заказ 1951 Тираж 400 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэдательскии комбинат Патент, г, Ужгород, ул.

II IT л Гага ина 101 р выход "Равно" которой соединен с входом формирователя .импульса, выход которого является выходом генератора, выход формирователя импульса соединен

5 с входом опроса генератора равномерно распределенных случайных чисел и подключен к входу запуска генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого через второй блок лога 10 рифмирования соединен с первым входом схемы сравнения, выход формирова-. теля импульса через элемент задержки соединен с входом сброса генерато16

6 ра линейно изменяющегося напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения воэможности формирования временных интервалов с законом распределения Вейбулла, в него введены инвертор, третий блок логарифмирования и второй делитель, причем, выход первого делителя через последовательно соединенные инвертор, третий блок логарифмирования и второй делитель подключен к второму входу схемы сравнения.