Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА по авт. св. № 968826, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, оно содержит блок деления , дополнительные фильтр, пиковый детектор, элемент И и амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом дополнительного элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом амплитудно-импульсного модулятора и выходом блока деления, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго и дополнительного пиковых детекторов, выход датчика сигналов через дополнительный фильтр соединен с информационным входом дополнительного пикового детектора, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу первого пикового детектора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I (19) (! 1) 4(51) G 06 G 7 52 -1 q;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬППФ (61) 968826 (21) 3631499/24-24 (22) 05.08.83 (46) 07.02.85. Бюл. Ф 5 (72) В.А. Раков и В.И, Потапкин (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М. Кирова (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 968826, кл. G 06 G 7/52, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА по авт. св.

В 968826, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно содержит блок деления, дополнительные фильтр, пиковый детектор, элемент И и амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом дополнительного элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом амплитудно-импульсного модулятора и выходом блока деления, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходЬм второго и дополнительного пиковых детекторов, выход датчика. сигналов через дополнительный фильтр соединен с информационным входом дополнительного пиконого детектора, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу первого пикового детектора.

1 1138811 2

Изобретение относится к специали- обходимо .для получе зированным средствам вычислительной параметрах молнии, техники, предназначенным для измере- Указанная задача ния статистических характеристик шена посредством со случайных процессов. пределения, определ

По основному авт. св. Р 968826 известного устройст известно устройство для определения лением, соответств распределений вероятностей парамет- молнии в пределах ров случайного процесса, содержащее ной поверхности кру датчик сигналов, выход которого сое- fa рого наиболее целес динен с входом первого одновибратора порядка 30 км или-: б и с информационным входом первого сигналы от разрядов пикового детектора, информационный в точке регистрации выход которого подключен к информа- главным образом рад ционному входу амплитудно-импульсно- 15 ляющей электрическо го модулятора, управляющий вход ко- поля молнии. При эт торого соединен с выходом формирова- сигналов грома прак теля импульсов, а выход — c входом но, так как на расс амплитудного анализатора, пороговый 20 км от разряда за элемент, элемент И, второй одновиб- 2б сигналы грома, как ратор, второй и третий пиковые де- ставляется возможнь текторы, блок вычитания и первый и известно, что элект второй фильтры, входы которых объе- нал, генерируемый м динены и подключены к выходу датчика вается из нескольки ,сигналов. Выходы фильтров через со- 25 которые по разному ответствующие второй и третий пиковые янием при распростр детекторы подключены соответствен- ника до места регис но к первому и второму входам блока ности, электрическа вычитания, выход последнего через изменяется обратно пороговый элемент соединен с первым ЗО кубу расстояния, а. вХодом элемента И, выход которого обратно пропорцион подключен к входу формирователя им- ни расстояния. пульсов., второй вход элемента И объ- . Таким образом,от единен с входом включения первого составляющих изменя пикового детектора и соединен с вы35 от расстояния до раз ходом первого одновибратора, управля- . быть использовано дл юший выход первого пикового детекто- формации .об этом рас ра подключен к входам включения вто- но также, что в опре рого и третьего пиковых детекторов. зонах частот возможн

При этом вход второго одновибратора 4О регистрация электрос подключен к выходу первого фильтра, диационной составляю а выход соединен с третьим входом го поля молнии. Таки элемента И f1). !

Известное устройство позволяет регистрировать сигналы, амплитуды которых превышают порог срабатывания первого одновибратора. При этом в случае исследования электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, устройство имеет неопределенный радиус действия, т.е. регистрирует наземные разряды на любых расстояниях, но с различной вероятностью (чем больше расстояние до разряда, тем меньше вероятность его регистрации). 55

Это не позволяет привести измеряемое распределение к заданному фиксированному расстоянию до разрядов, что неt ния информации о может быть репоставления расяемого с помощью ва, с раслредеующим разрядам аданного на земга, радиус котоообразно выбирать олее с тем, чтобы за его пределами определялись иационной составго или магнитного ом использование тически невозможтояниях более регистрировать правило, не предо. В то же время ромагнитный сиголнией, складых составляющих, затухают с расстоанении от источтрации. В частя составляющая пропорционально радиационная— ально первой степеношение указанных ется в зависимости ряда и может я получения инстоянии. Известделенных диапараздельная татичегкой и ращих элек.грическом образом, регистрируя сигналы, для которых отношение указанных составляющих не превышает некоторого критического значения, соответствующего расстоянию, равному заданному радиусу действия устройства, можно получать распределения вероятностей амплитуд сигналов, обусловленных разрядами молнии в пределах заданного на земной поверхности круга.

Цель изобретения — расширение области применения устройства путем нолучения одновременно двух распределений вероятностей, соответствующих разрядам молнии в двух территориальных зонах.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса содержит блок деления, дополнительные фильтр, пико- 5 вый детектор, элемент И и амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом дополнительного элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом амплитудно-импульсного модулятора и выходом блока деления, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго и дополнительного пиковых детекторов, выход датчика сигналов через дополнительный фильтр соединен с информационным входом дополнительноГо пикового детектора, управляющий вход которого подключен к управляющему вьходу первого пикового детектора.

11388

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения рас25 пределений вероятностей параметров случайного процесса содержит датчик

1 сигналов, выход которого соединен с входом первого одновибратора 2 и с информационным входом первого пикового детектора 3, информационный выход которого подключен к информационному входу амплитудно -импульсного модулятора 4, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя.5 импульсов, а выход — с вхо- 35 дом амплитудного анализатора 6.

Устройство содержит также пороговый элемент 7, элемент И 8, второй одновибратор 9, второй 10 и третий 11 пиковые детекторы, блок 12 вычи- 40 тания и первый 13 и второй 14 фильт,ры входы которых объединены и поцЭ ключены к выходу датчика 1 сигналов.

Выходы фильтров 13 и 14 через пиковые детекторы 10 и 11 соответствен- 45 но подключены к соответствующим входам блока 12 вычитания. Выход последнего через пороговый элемент 7 соединен с первым входом элемента И 8, выход которого подключен к входу формирователя 5 импульсов. Второй вход элемента И 8 объединен с входом включения пикового детектора 3 и соединен с выходом одновибратора 2. Управляющий выход пикового детектора 3 55 подключен к входам включения пиковых детекторов 10 и 11. При этом вход одновибратора 9 подключен к вы11 4 ходу фильтра !3, а выход соединен с третьим входом элемента И 8. Кроме того, устройство содержит дополнительный фильтр 15, вход которого сое;, динен с выходом датчика 1 сигналов, а выход подключен к информационному входу дополнительного пикового детектора 16, и блок 17 деления. Выход последнего соединен с одним из входов дополнительного элемента И 18,другой вход которого подключен к выходу модулятора 4, а выход — к входу дополнительного амплитудного анализатора

19. Управляющий вход пикового детектора 16 соединен с управпяющим выходом пикового детектора 3, а выход подключен к одному из входов блока

17 деления, другой вход которого соединен с выходом пикового детектора

10. Фильтр 13 настроен на максимум спектральной плотности электромагнитных сигналов, генерируемых наземными разрядами (5-10 кГц). При этом сигнал на его выходе определяется прежде всего радиационной составляющей поля. Фильтр 14 настроен на максимум спектральной плотности сигналов, характерных для облачных разрядов (25-50 кГц). Сигнал на выходе фильтра 15 определяется главным образом электростатической составляющей электромагнитного поля молнии.

Если радиус круга, в котором регистрирует разряды анализатор 19, составляет 30 км, можно выбрать полосу фильтра 15500-!250 Гц.

Сигнал с выхода датчика I поступает одновременно на входы фильтров

13 — 15 одновибратора 2 и на информационный вход пикового детектора 3.

Когда величина сигнала превысит порог срабатывания одновибратора 2, на выходе последнего появляется прямоугольный импульс, длительность которого равна максимальной длительности исследуемых сигналов. Передним фронтом этого импульса пиковые детекторы 3, 10, 11 и 16 переводятся в рабочее состояние.

Если величина сигнала на выходе фильтра 13 превышает порог срабатывания одновибратора 9, последний выдает разрешающий импульс на один из управляющих входов элемента И 8.

Длительность этого импульса может быть выбрана равной длительности импульса на выходе одновибратора 2.

1138811

Сигналы с выходов фильтров 13 — 15 поступают на информационные входы пиковых детекторов 10, 11 и 16 соответI ственно, с помощью которых наибольшие амплитуды этих сигналов запоминаются до момента истечения времени, э равного максимальной длительности исследуемых сигналов. Сигналы с выходов пиковых детекторов 10 и 11 подаются на входы блока 12 вычитания. 10

Разностный сигнал с выходя последнего поступает на вход порогового элемента. 7, в качестве которого может быть использован триггер Шмитта.

Если величина сигналя на выходе пи- 15 кового детектора 11 больше на величину., превышающую порог срабатывания порогового элемента 7, последний выдает разрешающий импульс на другой управляющий вход элемента И 8. 20

В этом случае (сигнал соответствует наземному разряду) задним фронтом е имгульса с выхода одновибратора 2 запускается формирователь 5 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс, поступающий на управляющий вход амплитудно-импульсно-го модулятора 4. При этом на информационный вход модулятора 4 подается квазипостоянное напряжение с ин- 30 формационного выхода пикового детектора 3, величина которого равна максимальной амплитуде сигнала на информационном входе пикового детектора 3. Таким образом, на выходе мо- З5 дулятора 4 появляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда которого равна максимальной амплитуде сигнала на выходе датчика 1.

Этот импульс регистрируется в соответствующем канале анализатора 6.

Сигналы с выходов пиковых детекторов 10 и 16 подаются на входы блока 17 деления. Если величина отношения второго сигнала к первому 45 больше заданного критического значения (разряд происходит в пределах заданного круга), блок 17 дедения выдает разрешающий импульс на управляющий вход элемента И 18. При этом сигнал с выхода модулятора 4 регист- рируется также анализатором 19.

Если величина отношения сигналов на выходах пиковых детекторов 16 и

10 не превышает заданного критического значения (разряд происходит за пределами заданного круга), разрешающий импульс на управляющий вход элемента И 18 не выдается и анализатор 19 в этом случае в работе не участвует. Если величина сигнала на выходе фильтра 13 не превышает пороra срабатывания одновибратора 9 или не превышает величины сигнала на выходе фильтра 14 на величину, достаточную для запуска порогового элемента 7, илк то к другое вместе, элемент И 8 не открывается. В этом случае (сигнал соответствует облачному разряду) формирователь 5 импульсов не запускается и, следовательно, такой сигнал нк одним из анализаторов

6 и 19 не регистрируется.

После того, как одновибратор 2 возвратится в исходное состояние (импульс на егс выходе закончится), напряжение на выходе схемы включения пиково:-о детектора, входящей в состав пикового детектора 3, начинает снижатьея и при достижении им опре,целенно"c уровня пиковые детекторы

3, 10 11 к 16 возвращаются в исходное состояние.

Предлагаемое устройство дает воз можность существенно расширить область применения по сравнению с известным, позволяя получать одновременно двя распределения вероятностей, соответствующие разрядам молнии в двух территориальных зонах, Сопоставление указанных распределенк= позволяет получать распределения, соответствующие фиксированному расстоянию до разрядов, что в свою очередь может быть использовано для оценки распределений параметров молнии, необходимых для расчетов молниезащиты.

1138811

Составитель Э. Сенина

Техред А.Бабинец Корректор О. Билак

Редактор А. Козориз

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10690/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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