Генератор последовательности случайных двоичньгх знаков

ПА ;, 6н л.;„.,-,, И ЗОБРЕТЕ Н И Я

324634

Свез Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 16.V.1970 (№ 1438901/18-24) .с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 23.XII.1971. Бюллетень ¹ 2 за 1972

Дата опубликования описания 13.111.1972.ЧПК 6 06q 7 52 йемитет оо делам наоеретений и открытиЯ нри Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Ю. В. Пятков, С. Н. Федотов и К. Г. Финогенов

Московский инженерно-физический институт

Заявитель

ГЕН ЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

СЛУЧАЙНЫХ ДВОИЧНЫХ ЗНАКОВ стью оказывается в одном нз двух возможных состояний.

К недостаткам известной схемы относятся большое мертвое время н многочисленность схемных элементов, обусловливающая нестабильность схемы.

Цель изобретения — упрощение схемы генератора случайных двоичных знаков и уменьшение его мертвого времени (до единиц нано10 секунд) .

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого генератора, на фиг. 2— вольтамперная характеристика двух последовательно соединенных туннельных диодов с

15 линией нагрузки-.

Генератор содержит цепочку из последовательно соединенных резистора 1 и двух туннельных диодов 2 и 3, зашунтированных соответственно резисторами 4 и 5, из которых один

20 пвременный, а также запускающий каскад 6, выдающий импульс на вход цвпочки.

Схема работает следующим образом.

По мере нарастания запускающего импульса от запускающего каскада 6 линия нагруз25 ки а (фиг. 2) перемещается параллельно самой себе вплоть до предельного положения, где она пересекает характеристику 0 последовательно соединенных туннельных диодов в единственной точке В. Как только нагрузочная прямая

30 достигает тока максимума одного из туннельИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при реализации на ЭЦВМ метода Монте-Карло и статистическом моделировании случайных процессов.

Для вычислвний по методу Монте-Карло необходимы массивы многоразрядных случайных чисел. Такие числа можно создать,с помощью программы на самой ЭЦВМ. Однако получаемые программным способом последовательности являются,пер иодичвскими, псевдослучайными, что снижает эффективность метода Монте-Ка рло в ряде важных задач. Лучше удовлетворяют првбованиям метода случайные числа, получаемые с помощью датчиков случайных чисел, содержащих многоразрядные двоичные регистры, в каждую ячейку которых по команде впи сьвваются случайным образом О или 1. Г1оследоьательности случайно следующих нулей и единиц создаются специальными генераторами случайных двоичных знаков.

Известны различные принципы построения генераторов случайных двоичных знаков. В частности, известно устровство, основанное на использовании ввроятностного характера перехода симметричной бистабильной схемы в любое.из своих состоя|ний.

Известная схема содержит ламповый триггер с ключом для включения почитания. После включения питания тр иггер с равной вероятноУДК 681.332:519.2 (0888) 324634 фаа.

Фив. 2

Составитель В. Жовинский

Токред Е. Борисова

Корректор Е. Зимина

Редактор И. Орлова

Заказ 342 Изд. No !838 Тираж 448 Подписи а<

UHHHIIH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/б

Областиая типография Костромского управ«ения ио печати яых диодов, последний переключается в область высокого. на пряжения, а другой диод остается в области низкого напряжения своей вольтамперной харакгерисгики, IIIo ñêîëüêó возможно единственное устойчивое состояние схемы в точке В. При равенстве токов максимума обоих туннельных диодов из-за наличия флуктуаций как первый, так и второй туннельный диод могут переключаться в область высокого напряжения. Если в,результате воздействия .входного импульса туннельный диод 8 оказывается в области высокого напряжения, то считают. что схема находится в состоянии «1».

Если же в высоковольтной области оказывается диод 2, считают, что схема наход ится в сосгоянии «О». Переменный резистор 5 позволяет плавно изменять вероятность появления «1» от единицы до нуля.

Предлагаемый генератор последовательности случайHIIx д воичных знаков дает возможность создать датчик случайных чисел с мертным временем порядка 10 нсек, в то время как все известные методы не позволяют получить мертвое время менее 10 мксек. т. е. иа гран порядка хуже. Высокая стабильность активных элементов гвнератора (туннелыные диоды), простота и балансное построение схемы

5 обеспечивают высокую cTBIIIEOHBpность генерируемой последовательности даоичных знаков.

Генератор открывает эозможносги модел ирования сверхбыстрых случайных, процессов.

10 П.р е д м е т и з о б,р е т е н и я

Генератор последовательности случайных двоичных знаков, содержащий симметриЧную бостабильную схему, соединенную с генерато18 ром периодических ймпульсов, и переменный резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения схемы, oII содержит в бистабильной схеме два последовательно включенных туннельных диода, па20 раллельно которым подключены два резистора, причем один из них переменный, а вся цепочка связана с генератором импульсов через постоянный резистор.