Устройство для определения распределения амплитуд импульсных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕД ЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее бпок задержки, блок формирования им . запуска, вход кото(Юго обьесв ней с информационным входом пиково ;го детектора и подключен к выходу aai -JTTWT чика случайных сигналов, выход пико« вого детектора подключен к 1шформа1шонному входу амшштудно-1Шпульсного модулятора , выход которого соединен с входом амхшитудного; анализатсфа, а управляющий вход соединен с выходом формирователя импу1Шсов, о т л И ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расши-реш1я функциональньгх возможностей за счет получения распределения. апмп№ туд шобых компонентов многокомпоненггных импульсных сигналов, оно соде1 дат счетчик и И, выход (го соединен с входом формирователя ям1 льсовг а первый вход элемента И, счетный вход счетчика и вход запуска пикового детектора объединены и поокшочены к выходу блока задержки, вход которого соешгаен с выходом датчика случайных сигналов, вход обнуления счетчика подключен к выходу блока формирования импульсов запуска, а выход к второму входу элемента И. 13Л - / -; . №h

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (и); ущ С 06 9 7/52

ГОСУДАРСТ8ЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

i .- /

Н ABTOPCKOhflY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3342987/18-24 (22) 29.09.81

{46) 23.05.83. Бюл. М 19 (72) В. И. Потапкин и В. А. Раков (71) Научно-иСслецовательскнй инстн. тут высоких напряжений при Томском орцена Октябрьской Революции и орцена Труцового Красного Знамени лолитех ническом институте им. С, М. Кирова (53) 681.3 (088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

hh 926687, кл.4 0647/52, 1979.

2. Авторское свицетельство СССР, М 922805, кл. 06 4 7/52, 1980. (црототнц ). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕ .ЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД

ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, соцержащев.блок задержки, блок. формирования импульсов запуска, вхоц которого обьецннен с информационным входом пиково

:го детектора и поцклкчен к выхоцу цмто чика случайных сигналов, выхоц пикового цетектора поцключен к информацио м- . ному вхоцу амплитуцно-импульсного мо» цулятора, выхоц которого соединен с вхоцом амплитудного анализатора,. а управляющий вхоц соецинен с выхоцом формирователя импульсов, о т л и ч В ю щ е е с:я тем, что, с целью расши."рения функциональных возможностей за счет получения распрецее(ения.ацмли туд любых компонентов многокомпонен( ных импульсных сигналов, оно соцержит счетчик и элемент И, выхоц которого соецинен с вхоцом формирователя импульсов„н первый вхоц епемента И, счетный вхоц счетчика и вхоц запуска пикового. цетектора объецинены и поцинь чены к выходу блока зацержкн, вхоц которого соецинен с выходом цатчика случайных сигналов, вхоц обнуления счетчика подключен к выходу блока формирования импульсов запуска, а выхоц к второму вхоцу элемента И.

1019469

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенных для измерения статистических характеристик случайных процессов, и может быть использовано, например, при исслецовании воэму1иений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний.

Известно устройство для опрецеле ния распределения амплитуд импульсных сигналов, которое содержит послецова» тельно соединенные датчик сигналов, блок задержки, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитуцный анализатор. Между датчиком сигналов и одним из входов амплитудно-импульсного модулятора включен пиковый детектор, один из входов которого соединен с выходом формирователя импульсов.

Если исследуемые сигналы состоят из нескольких компонентов, такое уст ройство, позволяет определять распределение максимальных . амплитуд сигналов в целом или всех их компонентов.

В некоторых случаях (в частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний, число компонентов которых может достигать 20 и более) наряду с названными распределениями значительный интерес представляют распределения максимальных амнлитуц компонентов с определенным номером (например, только первых, только вторых, тилько третьих и т.ц.). При этом кажный компонент может представлять собой оциночный или серию импульсов произвольной формы (1 ) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является усв» ройство, содержащее послецовательно соединенные датчик сигналов, блок формирования импульсов, запуска, блок задержки, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор, атакже пиковый детектор,,випоченный между датчиком сигналов и одним иэ входов амплитудно-импульсного модулятора. Кроме того, устройство снабжено блоком формирования импульса разряда, включенным межц» выхо дом блока формирования. импульсов запуска и одним из вхрцов пикового детектора (2 1.

Недостатком известного устройства является то, что оно дает возможность получать распрецелние только цля прр5

f0

f5

4S

55 вых компонентов и не позволяет определять распределение для какихлибо последующих компонентов (например, только для вторых).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей из--вестного устройства за счет получения распределения амплитуц любых компонен тов многокомпонентных импульсных сигналов, Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения распрец ления амплитуд импульсных сигналов, содержащее блок задержки, блок форми рования импульсов, запуска, вход которого объецинен а информационным вхо» цом пикового детектора и подключен к выходу датчика случайных сигналов, выход пикового детектора подключен, к информационному входу амплитуцноимпульсного модулятора, выход которого соединен с входом амплитудного анализатора, а управляющий вход соединен с выхбцом формирователя импуль сов, введены счетчик и элемент И, выход которого соединен с входом формирователя иМпульсов, а первый вход элемента И, счетный вход счетчика и вход запуска пикового детектора объединены и подключены к выходу блока задержки, вход которого соединен с выходом датчика случайных сигналов, вхо4 обнуления счетчика подключен к выходу блока формирования импульсов запуска, а выход к второму входу .элемента И.

На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, пояс-! няющие принцип его работы на примере трехкомпонентного сигнала в случае измерения распределения для вторых его компонентов (номера диаграмм на фиг. 2) совпадают с номерами соответствуюших им точек структурной схемы на фиг. 1). устройство для опрецеления распределения амплитуд импульсных сигналов содержит (фиг. 1) датчик 1 случайных сигналов, блок 2 формирования импульсов запуска, счетчик 3, элемент И 4, формироватець 5 импульсов,. амплиту . но-импульсный моцулятор 6 (многока.нальный) амплитудный анализатор 7, К выходу датчика 1 поцкл1очен вход блока 8, одним из выходов элемента И 4 и входом пикового детектора 9. К оцному из входов амплитудно-импульсного модулятора 6 подключен выход пикового детектора 6, один из входов

10 !

3 10 кового детектора 9, один из вхоцов которого соединен с выхоцом цатчика 1 сигналов, а другой - с выхоцом блока»8.

Точки 10-16 на фиг. 1 соответствуют диаграммам на фиг. 2.

Устройство работает следующим образом.

Импульсный сигнал (циаграмма 10 на фиг. 2) с выхоца цатчика 1 поступает оцновременно на вхоцы блока 2 формирования импульсов запуска, блока 8 зацержки и пикового детектора 9.

Когда ветчина входного сигнала превысит выбранный заранее пороговый уровень, на выхоцах блоков 2 и 8, в качестве которых могут быть использо,ваны оцновибраторы, появляются прямо угольные .импульсы 11 и 12 соответственно. Длительность импульса 11 уста навливается равной полной плительности исслецуемого многокомпонентного сиг ! нала, а длительность кажцого из импуль сов 12 - цлительности оцного компонента этого сигнала. Таким образом, коли-чество импульсов 12 на выхоце блока 8 зацержки равно числу компонентов ана лизируемого сигнала (в рассматриваемом случае трем). При исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разряцами молний, длительность импульса 11 может быть принята равной 1,5 с, а каждого из импульсов 12 - 5 мс. Перецним фронтом кажцого из импульсов 12 с выхода блока 8 задержки импульсом запуска запускается пиковый детектор 9 (в исходном состоянии пиковый детектор зашун тирован).

Импульсы 12 поступают также на счетный вход счетчика 3 и регистрируются им. При появлении на этом вхоце перецнего фронта импульса с выхода блока 8, соответствующего второму компоненту, происходит регистрация его счетчиком 3 и на выходе послецнего появляется сигнал 13, который воэцействует на оцин из вкоцов элемента И 4.

В этом случае зацний фронт импульса с выхода блока 8, соответствующего второму компоненту, прохоцит через элемент И 4 и запускает формирователь 5 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс 14, поступающий на управляющий вхоц амплитудно-импульсного модулятора 6. При этом на основной вход моцулятора 6 с выхода пикового цетектора 9 подается квазипостоянное напряжение (циаг

19469 4 рамма 14 на фиг. 2), величина кото рого равна максимальной амплитуце компонента (в рассматриваемом случае второго) анализируемого сигнала.

Таким образом, на выходе моцулятора 6 появляется нормализованный импульс 16 с амплитудой, равной величине напряжения на выходе цетектора 9. Згот импулье регистрируется в соответствую щем канале многоканального амплитудного анализатора 7 в зависимости от

его амплитуцы.

Импульс с выхода блока 8 зацерж ки, соответствующий третьему компоненту, также регистрируется счетчиком 3. Â результате этого сигнал 13 на выко.. це счетчика 3 заканчивается и элемент И *.4 оказывается закрытым. Слецовательно, задние фронты импульсов 12, соответст вующих любым компонентам, кроме .второго, не могут привести к запуску формирователя 5 импульсов. Зацним фронтом импульса 11 счетчик 3 возвращается в исходное положение (обнуляется).

Таким образом, с помощью прецлагае» мого устройства псаучено распределение максимальных амплитуд только вторых, компонентов многокомпонентных импульо ных сигналов.

По окончании процесса измерения количество импульсов в кажцом канале многоканального амплитуцного анализатора. 7 пропорционально вероятности появления сигнала с соответствующей

Ф максимальной амплитудной интересующего нас компонента. Число орцинат полученной таким образом кривой распределения равно числу каналов анализатора 7.

Таким образом, предлагаемое иэобре40 тение обеспечивает существенное расширение функциональных возможностей известного устройства, позволяя измерять распределения максимальных амплитуц любых компонентов многокомпо45 нентных импульсных сигналов. Это, в свою очерепь, цает возможность автоматизировать процесс измерения этих распрецелений в частности при ис следовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных раэряцами молний. Распределения максималь ных амплитуд отдельных компонентов электромагнитнык сигналов, генерируемых молниями, отражают соответ- . ствуюшие распрецеления цля токов молнии, которые прецставляют значительный интерес с точки зрения молниеэа щиты.

Рецактор Л. 1 ратилло

Составнтещь Э. Сечина

Те щеа Т.Фанта Корректор О. БИЛаК

Заказ 3708/45 . Тираж 706 Поцпнсное

ВНИИПИ Госуцарственного «юмнтета СССР по целам изо®етеннй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/8

Филиал ППП "Патент, г. Ужгороц уа, Проектная, 4