Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов

 

. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ по авт. св. №987637, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет определения одновременно двух распределений вероятностей, введены третий одновИбратор, элемент запрета и дополнительный ам11литудный анализатор , вход которого подключен к выходу элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу амплитудно-импульсного модулятора , а вход зап15ета соединен с выходом третьего одновибратора, вход которого подключен к выходу первого одновибратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) 3(59 0 06 G 7/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Второ

ЬЫ

1epо хосР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61 ) 987637 (21) 3506735/18-24 (22) 27.10.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) В.A. Раков (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.th. Кирова (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР:

Р 987637, кл. 0 06 0 7/52, 1981 (прототип). (54 ) (57 ), УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД

ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ по авт. св.

9987637,отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет определения одновременно двух распределений вероятностей, введены третий одновйбратор, элемент запрета и дополнительный ам(1литудный анализатор, вход которого подключен к выходу элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу амплитудно-импульсного модулятора, а вход запрета соединен с выходом третьего одновибратора вход

Р

И которого подключен к выходу первого ж одновибратора.

1078445

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов.

Но основному авт. св. Р 987637 известно устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор, выход которого 10 соединен с входом амплитудного анализатора, а первый вход — с выходом первого пикового детектора, управляющий вход которого объединен с входом блока задержки и подключен к выходу пер-15 вого одновибратора,первый вход которого является первьм входом устройства, второй пиковый детектор, второй одновибратор и элемент И, выход которого подключен к второму входу амплитудно-импульсного модулятора, первый вход — к выходу первого одновибратора, второй вход которого объединен с входом формирователя импульсов и подключен к выходу второго одновибратора, вход которого является вторым входом устройства, выход формирователя импульсов соединен с вторым входом элемента И, при этом выход блока задержки подключен к первому входу второго пикового детектора, выход которого соединен с вторым входоь первого пикового детектора, а второй вход второго пикового детектора является первым ьходом устройства Pj .

Такое устройство позволяет определять распределение вероятностей, соответствующее разрядам молнии в пределах заданного круга радиуса R. Носкольку амплитуда каждого из регистрируемых сигналов зависит от соответствующей дальности до разряда молнии, получаемое р;".спределение будет отражать не только распреде -ение параметров моли и .,:-:,о и распределение этих да ;.ъно =тай . Таким образом, при исследовании параметров молнии нужно каким-либо образом исключить влияние различия дальностей до разрядов. Это может быть достигнуто посредс..-.=çoì регистрации разрядов в кольце, ширина (R-r ) которого много меньше расстояния г до него от места регистрации. 55

Цель изоб.".етения — расширение функциональных возможностей за счет получения одновременных двух распределений вероятностей, соответствующих рядам молнии в двух 60 территориальных .:с «х различной фо мы (круговои и ко", !: :ой ) .

У:<аза ;ная цель госã-.êãàåòñÿ тем, что 3 у стройс: яэ для о пределе ни я распГ:с -> -е < » ро- но. ей,"вопли- 5 туд импульсных сигналов введены третий одновибратор, элемент запрета и дополнительный амплитудный анализатор, вход которого подключен к выходу элемента запрета, информационныи вход которого подключен к выходу амплитудно-импульсного модулятора, а вход запрета соединен с выходом третьего одновибратора, вход которого подключен к выходу первого одновибратора.

Иа фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, фиг. 2 поясняет принцип его рабо†ты.

Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов содержит последовательно соединенные первый одновибратор 1, блок 2 задержки, пиковые детекторы 3 и 4, амплитудно-импульсный модулятор 5 и амплитудный анализатор б. К одному из входов амплитудно-импульсного модулятора 5 подключена цепочка, содержащая последовательно соединенные второй одновибратор 7, формирователь

8 импульсов и элемент И 9. Один из входов первого одновибратора 1 соединен с выходом второго одновибратора 7, вход которого является вторым входом устройства. Выход первого одновибратора 1 соединен с одним иэ входов элемента И 9, с одним из входов первого пикового детектора 4 и входом третьего одновибратора 10. Один из входов второго пикового детектора 3 объединен с одним из входов первого одновибратора 1 и является первым входом устройства. К выходу амплитудноимпульсного модулятора 5 подключена цепочка, содержащая последовательно соединенные элемент 11 запрета и дополнительный (многоканальный) амплитудный анализатор 12. Один из вхо. дов элемента 11 соединен с выходом третьего одновибратора 10.

Длительность импульса на выходе первого одновибратора 1 равна интервалу времени между моментами прихода электромагнитного сигнала молнии и сигнала грома от разряда на расстоянии R от места регистрации.

Таким образом, одновибратор 1 задает радиус R внешней окружности кольца (а также круга). Аналогично, одновибратор 10 задает радиус r внутренней окружности кольца (фиг. 2).

Сигнал электромагнитного поля молнии поступает на первый вход устройства и подается одновременно на информационный вход второго пикового детектора 3 и на один из входов первого одновибратора 1. Когда величина этого сигнала превысит выбранный заранее пороговый уровень, на выходе одновибратора 1 по1078445 является прямоугольный импульс, QTK рывающий элемент И 9 на время, равное времени до момента прихода сигнала грома с расстояния R от места регистрации (фиг. 2). Например, дли тельность этого импульса 45с соответствует R = 15 км. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 1 запускаются однонибратор 10 и блок 2 задержки (в качестве которого может быть использонан также одновибратор). На выходе однонибратора 10 появляется прямоугольный импульс, закрывающий схему 11 запрета на время, равное времени до момента прихода сигнала грома с расстояния r от места регистрации (фиг. 2). Например, длительность этого импульса 42с соответствует

r = 14 км.

На выходе блока 2 задержки появляется прямоугольный импульс, длительность которого устанавливается равной максимальной длительности исследуемых сигналов или их отдельных компонентов. В первом случае эта длительность может быть выбрана равной 1,5 с, а во втором случае 5 мс. Передним фронтом импульса с выхода блока 2 задержки нторой пиковый детектор 3 переводится в рабочее состояние и выделяет максимальную амплитуду исследуемого сигнала (или его первого компонента), последняя запоминается пиковым детекторо л 4. После того, как импульс на выходе блока 2 закончится, второй пиковый детектор 3 возвращается в исходное состояние.

Сигнал грома поступает на второй вход устройства и подается на вход второго одновибратора 7, который служит для исключения многократного запуска формирователя 8 импульсов сигналом грома одного и того же разряда. Если величина сигнала грома превышает порог срабатывания одновибратора 7, на выходе последнего появляется прямоугольный импульс, длительность которого устанавливается.- максимальной продолжи гел ности грома и может быть выбрана равной 20 с. Передним фронтом этого импульса запускается формирователь 8 импульсов, вырабатывающий нормализующий импульс.

Если разряд молнии произошел в пределах окружности радиуса R (фиг. 2), элемент И 9 в этот момент открыт и нормализующий импульс проходит на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 5.

При этом на информационный вход модулятора 5 с выхода пикового детектора 4 поступает квазипостоянное напряжение, величина кОтОрОгО равна максимальному значеНию сигнахода сигнала грома импульса на выходе одновибратора 10 он уже закончился, а на выходе одновибратора 1 еще нет. Следовательно, элемент

И 9 и схема 11 запрета при этом открыты и такой разряд регистрируется обоими анализаторами б и 12.

По окончании процесса измерения анализатор б содержит распределение вероятностей, соответствующее

55 разрядам в пределах круга радиуса

R, а анализатор 12 — в пределах кольца шириной R-r (фиг. 2) .

Предлагаемое изобретение обеспечивает существенное расширение

60 функциональных возможностей по сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, позноляя определять одновременно два распределения вероятностей, соответствующие разрядам молнии в двух

65 ла на его входе. Таким образом, на выходе модулятора 5 появляется ш пульс с нормализованными парамет° рами, амплитуда которого равна амплитуде исследуемого сигнала. Этот импульс рег;,стрируется в одном из каналов амплитудного анализатора б.

При этом, если разряд молнии произошел за пределами окружности радиуса r (в пределах кольца шириной

f0 (R-г), элемент 11 запрета оказывается открытым и импульс c,ùÿõoда модулятора 5 регистрируется также дополнительным амплитудным анализатором 12.

15 Задним фронтом импульса с выхода второго одновибратора 7 первый одновибратор 1 вознращается в исходное состояние (если импульс на его выходе еще.не закончился). Импульс с выхода одновибратора 1 своим задним фронтом переводит пиковый детектор 4 в исходное состояние. Устройство готово к регистрации следующего сигнала.

Таким образом, если разряд молнии происходит за пределами окружности радиуса R (фиг. 2), в момент прихода сигнала грома (формирования нормализующего импульса) элемент И 9 закрыт (так как импульс на выходе одновибратора 1 уже закон чился) и, следовательно, этот разряд ни одним из анализаторов б и

12 не регистрируется. Если разряд молнии происходит в пределах окружности радиуса r, в момент прихода сигнала грома элемент И 9 открыт и такой разряд регистрируется анализатором б. При этом элемент 11 запрета закрыт (так как импульс на

40 выходе одновибратора 10 еще не закончился) и анализатор 12 в рассматриваемом случае в работе не участвует. И, наконец, если разряд происходит в пределах кольца шири45 ной (R-r) (фиг. 2), в момент при1078445

Составитель Э. Сечина

Редактор Н. Руднева Техред Л.Мйкеш Корректор О. Билак

Заказ 965/43 Тираж б99 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 территориальных зонах различной формы (круговой и кольцевой). Если ширину кольца (B — r) выбрать много меньше расстояния г до него, то можно считать, что измеренное распределение вероятностей соответствует разрядам молнии, происходяшим на фиксированном расстоянии от места регистрации. Получение таких распределений представляет значительный интерес с точки зрения исследования грозовой деятельности и параметров молнии, а также разработки молниезащиты различных объектов .