SU942011A1 - Датчик случайных чисел - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании.

Известен датчик случайных чисел, содержащий триггер, вход которого через ключ подключен к выходу источника питания С1 ].

Недостатком этого датчика является невысокая точность.

Наиболее близкиА к предлагаемому является датчик случайных чисел, содержащий генераторы имульсов, элементы И и ИЛИ, триггер(2].

Недостатком известного датчика является его сложность.

Цель изобретения - упрощение датчика.

Поставленная цеЬь достигается тем, что в известный датчик случайных чисел, содержащий два генератора импульсов, элемент И, триггер, введен аттенюатор, вход которого подключен к выходу первого генератора импуль2 сов, а выход аттенюатора соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом датчика, а второй вход эле5 мента И подключен к выходу второго генератора импульсов.

На чертеже приведена структурная схема датчика.

Датчик содержит первый генератор ¹⁰ 1 импульсов, выход которого через аттенюатор 2 и триггер 3 со счетным входом соединен с первым входом эле• мента 4 И, второй вход которого соединен с выходом второго генератору ¹⁵ 5 импульсов, а выход является выходом датчика.

Работа структурной схемы основана на использовании нестабильности па20 раметров и характеристик радиоэлектронных схем. Любой источник электрического сигнала из-за различного рода внутренних и внешних шумов явля.ется источником случайного процесса.

.942011

Так, в генераторах прямоугольных импульсов обнаруживаются флуктуации амплитуды выходных импульсов, их длительности и периода следования. В триггерах имеют место флуктуация порога s срабатывания по входу. Поэтому, уменьшая амплитуду выходных импульсов генератора 1 Посредством изменения коэффициента передачи аттенюатора 2, можно осуществить суперпозицию флук- ю туаций амплитуды импульсов запуска триггера 3 с флуктуациями,порога срабатывания триггера 3 и тем самым добиться функционирования радиоэлектронной схемы триггера 3 в режиме,· <5 когда состояния, в которых триггер 3 оказывается каждый раз после воздействия импульсов генератора 1, возникают с различной вероятностью.

Регулирование вероятности выходного^ сигнала можно осуществить в пределах величины несимметрии плеч триггера 3 с помощью аттенюатора 2.

Перед началом датчик подготавливают к работе, осуществляют контроль ₂₅ качества его функционирования. На вход датчика случайных чисел пода ют серию прямоугольных импульсов, которые через аттенюатор 2 поступают на счетный вход триггера 3· Изменяя коэф-₃₀ фициент передачи аттенюатора 2 во время действия серии прямоугольных импульсов, уменьшают амплитуду импульсов запуска триггера 3 и осуществляют суперпозицию флуктуаций амплитуды импульсов запуска триггера 3 с флуктуациями порога срабатывания триггера 3, т.е.добиваются функционирования датчика случайных чисел в режиме, когда состояния триггера 3 возникают с различной вероятностью. Установление этого факта осуществляют либо с помощью специального измерителя вероятностей, либо с помощью ЦВМ, подключаемых к выходу датчика, на основе анализа отношения числа появления единичных состояний триггера 3 к общему числу поступающих импульсов запуска.

При этом как неслучайный процесс считают счетный режим работы триг- ⁵⁰ гера 3, а также его пробивание в нуАёвом состоянии при воздействии импульсов запуска, поступающих с аттенюатора 2.

Для очередного формирования случайного числа с генератора 1 импульсов поступает импульс,, амплитуда которого уменьшается в аттенюаторе 2 ’ и тем самым осуществляется суперпозиция флуктуаций амплитуды импульса запуска и флуктуаций порога срабатывания триггера 3.

В результате триггер 3 приходит в одно из двух устойчивых состояний.' Это состояние будет случайным, так как оно зависит от значений внутренних шумов триггера 3 в момент запуска. Состояние триггера 3 опрашивается с помощью генератора 5 импульсов и элемент И, код случайного числа с которого поступает на выход датчика случайных чисел. На этом процесс формирования одного случайного числа заканчивается.

Таким образом, предлагаемый датчик случайных чисел является более простым и обеспечивает снижение аппаратурных затрат, необходимых для его реализации.

Claims (2)

1. ( ДАТЧИК СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относитс  к вычислите ной технике и может быть использован при статистическом моделировании. Известен датчик случайных чисел, содержащий триггер, вход которого че рез ключ подключен к выходу источника питани  D 3. Недостатком этого датчика  вл етс  невысока  точность. Наиболее близкиА к предлагаемому  вл етс  датчик случайных чисел, содержащий генераторы имульсов, элементы И и ИЛИ, триггерС23. Недостатком известного датчика  вл етс  его сложность. Цель изобретени  - упрощение датчика . Поставленна  uehb достигаетс  тем, что а известный датчик случайных чисел, содержащий два генератора импульсов , элемент И, триггер, введен аттенюатор, вход которого прдключен к выходу первого генератора и пульсов , а выход аттенюатора соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого  вл етс  выходом датчика, а второй вход элемента И подключен к выходу второго генератора импульсов. На чертеже приведена структурна  схема датчика. Датчик содержит первый генератор 1 импульсов, выход которого через аттенюатор 2 и триггер 3 со счетным входом соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генераторэ 5 импульсов, а выход  вл етс  выходом датчика. Работа структурной схемы основана на использовании нестабильности параметров и характеристик радиоэлектронных схем. Любой источник электри-. ческого сигнала из-за различного рода внутренних и внешних шумов  вл етс  источником случайного процесса. 3,9 Так, в генераторах пр моугольных импульсов обнаруживаютс  флуктуации ам литуды выходных импульсов, их длител ности и периода следовани . В триггерах имеют место флуктуаци  порога срабатывани  по входу. Поэтому, умен ша  амплитуду выходных импульсов генератора 1 Ьосредством изменени  коэффициента передачи аттенюатора 2, можно осуществить суперпозицию флуктуаций амплитуды импульсов запуска триггера 3 с флуктуаци ми,порога сра батывани  триггера 3 и тем самым добитьс  функционировани  радиоэлектронной схемы триггера 3 в режиме, состо ни , в которых триггер 3 оказываетс  каждый раз после воздействи  импульсов генератора 1, вой никают с различной веро тностью. Регулирование веро тности выходно сигнала можно осуществить в пределах величины несимметрии плеч триггера 3 с помощью аттенюатора 2. Перед началом датчик подготавливают к работе, осуществл ют контроль качества его функционировани . На вход датчика случайных чисел подают серию пр моугольных импульсов, ко торые через аттенюатор 2 поступают н счетный вход триггера 3. Измен   коэ фициент передачи аттенюатора 2. во врем  действи  серии пр моугольных импульсов, уменьшают амплитуду импульсов запуска триггера 3 и осущест л ют суперпозицию флуктуации амплитуды импульсов запуска триггера 3 с флуктуаци ми порога срабатывани  триггера 3, т.е.добиваютс  функциони ровани  датчика случайных чисел в режиме, когда состо ни  триггера 3 возникают с различной веро тностью Установление этого факта осуществл ют либо с помощью специального измерител  веро тностей, либо с помощью ЦВМ, подключаемых к выходу датчика, на основе анализа отношени  числа по влени  единичных состо ний триггера 3 к общему числу поступающих импульсов запуска. При этом как неслучайный процесс считают счетный режим работы триггера 3, а также его пробывание в нуЯёЬом состо нии.при воздействии им14 пульсов запуска, поступающих с аттенюатора 2. Дл  очередного формировани  случайного числа с генератора 1 импульсов поступает импульс,, амплитуда ко торого уменьшаетс  в аттенюаторе 2 и тем самым осуществл етс  суперпозици  флуктуации амплитуды импульса запуска и флуктуации порога срабатывани  триггера 3. В результате триггер 3 приходит в одно из двух устойчивых состо ний. Это состо ние будет случайным, так как оно зависит от значений внутренних шумов триггера 3 в момент запуска . Состо ние триггера 3 опрашиваетс  с помощью генератора 5 импульсов и элемент И, код случайного числа с которого поступает на выход датчика случайных чисел. На этом процесс формировани  одного случайного числа заканчиваетс . Таким образом, предлагаемый датчик случайных чисел  вл етс  более простым и обеспечивает снижение аппаратурных затрат, необходимых дл  его реализации. Формула изобретени  Датчик случайных чисел, содержащий два генератора импульсов, элемент И, триггер, отличающийс  тем, что, с целью упрощени , он содержит аттенюатор,вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а выход аттенюатора соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого  вл етс  выходом датчика, а второй вход элемента И подключен к выходу второго генератора импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Плескач Н.В. Генератор случайных сигналов.- В сб. Автоматизированные системы управлени . Чебоксары, 1973 С.60.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № кл. С 06 F 1/02 , 19б8{ прототип ).