Устройство для определения распределений вероятностей параметров импульсных сигналов

 

Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники, предназначенных для измерения статистических характеристик случайных процессор (в частности, возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молнии ) . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения одновременно двух расйределений вероятностей, причем одно из них соответствует всем, а другое - только максимальным крутизнам переднего фронта последующим компонентам многокомпонентных импульсных сигналов ( в частности, электромагнитных сигналов , генерируемых молниями). Для этого устройство содержит дополнительный амплитудно-импульсный модулятор, выход которого подключен к входу амплитудного анализатора, информационный вход модулятора соединен с выходом второго пикового детектора, а управляющий вход подключен к выходу дополнительного формирователя импульсов , вход которого через элемент запрета соединен с выходом порогового устройства. Управляющий вход элемента запрета подключен к выходу первого дополнительного одновибратора, вход которого объединен с дополнительным входом одновибратора и соединен с выходом второго дополнительного одновибратора , вход которого подключен к выходу блока дифферинцирования. 1 ил. Дополнительное к авт.св. № 1111183, § (Л с ю 4 Р) Ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„12461) 9

А2 (51) 4 G06 G7/52

О0ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ и А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1111183 (21) 3825411/24-24 (22) 11.12.84 (46) 23.07.86. Бюл. Ф 27 (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской- Революции и ордена Трудового Красного Знамени поли" техническом институте им.С М.Кирова (72) В.А.Раков (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1111 183, кл С 06 :< 7/52, 1983. (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ

ИМПУЛЬСНЫХ .СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники, предназначенных для измерения статистических характеристик случайных процессов (в частности, возмущений электромагнитного поля

Земли, обусловленных разрядами молнии). Цель изобретения вЂ, расширение функциональных воэможностей за счет получения одновременно двух распределений вероятностей, причем одно из них соответствует всем, а другое— только максимальным крутизнам переднего фронта последующим компонентам многокомпонентных импульсных сигналов (в частности, электромагнитных сигналов, генерируемых молниями). Для этого устройство содержит дополнительный амплитудно-импульсный модулятор, выход которого подключен к входу амплитудного анализатора, информационный вход модулятора соединен с выходом второго пикового детектора, а управляющий вход подключен к выходу дополнительного формирователя импулье сов, вход которого через элемент запрета соединен с выходом порогового устройства. Управляющий вход элемента запрета подключен к выходу первого дополнительного одновибратора, вход которого объединен с дополнитель-. ным входом одновибратора и соединен с выходом второго дополнительного одновибратора, вход которого подключен к выходу блока дифферинцирования. 1 ил °

Дополнительное к авт.св. Ф 1111183.

1?.46

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов, н может быть использовано, например, при исследовании возмущений электромагнитного поля Зем-! ли, обусловленных разрядами молний, и является усовершенствованием известного устройства по авт.св.

1О

М 1111183.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства . а счет определения распределении вероятностей максимальных крутизн пеРеднего фронта последующих компонентов импульсных сигналов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для опрецеления распределений вероятностей параметров импульсных сигналов содержит последовательно соединенные блок 1дифференцирования, вход которого является входом устройства, первый пиковый детектор 2, второй пиковый детектор 3, амплитудно-импульсный модулятор 4 и амплитудный анализатор 5. К выходу блока 1 подключен вход одновибратора

6, а также цепочка, содержащая последовательно соединенные ключ 7, пороговый элемент 8 формирователь 9 импульсов, выход которого соединен с управляющими входами второго пикового детектора 3 и амплитудно-импульсного модулятора 4. t управляющему входу ключа 7 подсоединен выход триггера 10, один ив входов которого подключен к выходу одновибратора 6, а . другой объединен с управляющим входом 40 первого пикового детектора 2 и соединен с выходом порогового элемента 8.

Кроме того, устройство содержит дополнительный амплитудно-импульсный модулятор 11, выход которого подключен к входу дополнительного амплитудного анализатора 12, инфомационный вход соединен с выходом второго пикового детектора 3, а управляющий вход подключен к выходу допдлнительного формирователя 13 импульсов, вход ко" торого подключен к выходу элемента

14, информационный вход которого соединен с выходом порогового элемента

8. Управляющий вход элемента 14 запрета подключен к выходу первого дополнительного одновибратора 15, вход которого объединен с дополнительным

119 входом одновибратора 6 и соединен с выходом второго дополнительного одновибратора 16, вход которого подключен к выходу блока дифференцирования

1.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступаег на вход блока 1 дифференцирования, напряжение на выходе которого пропорционально первой производной (крутизне) этого сигнала. Триггер 10 собран по схеме с раздельным запуском и автоматической установкой в нулевое состояние при включении устройства. Сигналом с выхода триггера 10 управляются ключ 7, который в исходном состоянии открыт, Таким образом, сигнал с выхо- да блока 1 подается на информационный вход первого пикового детектора 2, на входы одновибраторов 6 и 16> а также на вход порогового элемента 8. В качестве последнего может быть использован триггер Шмитта.

Когда мгновенное значение сигнала на выходе блока 1 дифференцирования превысит заданный пороговый уровень, на выходах одновибраторов 6 и 16, а также на выходе порогового элемента

8 появляются прямоугольные импульсы.

Длительность импульса на выходе одновибратора 16 равна максимальной полной длительности исследуемых сигналов (но не более минимального интервала времени между ними). Перед фронтом этого импульса запускается одновибратор 16. Длительность импульсов на выходах одновибраторов 6 и 15 выбирается равной максимальной длительгости одного компонента исследуемых сигналов (но не более минимального интервала между компонентами), а на выходе порогового элемента 8 соответствует времени до первого максимума сигнала на входе устройства. Последнее связано с тем, что напряжение сигнала на выходе блока 1 проходит через нулевое значение в тот момент, 4 когда напряжение сигнала на его входе проходит через максимум; Импульс с выхода порогового элемента 8 поступает на управляющий вход первого пикового детектора 2 и переводит его в рабочее состояние на время до первого максимума исследуемого сигнала. После этого информация о максимальной крутизне перецнего фронта первого компонента исследуемого сигнала хранится

1246119 во втором пиковом детекторе 3. Зад— ним фронтом импульса с выхода порогового элемента 8 запускается формиро-. ватель 9 импульсов, триггер 10 опрокидывается в единичное состояние и сигнал с выхода триггера 10 закрывает ключ 7. Последнее обеспечивает анализ крутизны переднего фронта исследуемого сигнала только в течение времени до гервого максимума этого сигнала.

Импульс с выхода одновибратора 15 закрывает элемент 14 запрета на время, равное максимальной длительности

10 одного (первого) компонента исследуе-r5 мого сигнала. Таким образом, запуск формирователя 13 импульсов (который запускается задним фронтом импульса с выхода порогового элемента 8) не происходит и, следовательно, максимальная крутизна переднего фронта

20 первого компонента анализатором 12 не регистрируется.

Формирователь 9 импульсов вырабатывает нормализующий импульс, кото25 рый поступает на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора- 4.

При этом на информационный вход модулятора 4 с выхода второго пикового детектора 3 подается квазипостоянное

30 напряжение, величина которого равна первой амплитуде сигнала на выходе блока 1 дифференцирования. Таким образом, на выходе модулятора 4 появляЗадним фронтом импульса с выхода одновибратора 6 триггер 10 опрокидывается в нулевое состояние,-что приводит к открыванию ключа 7. Устройст-50 во готово к анализу следующего ком.— понента. По окончании импульса на выходе одновибратора 15 элемент 14 запрета открывается и импульсы с выхода порогового элемента 8 (соответствующие последующим компонентам) будут запускать своим задним фронтом оба формирователя 9 и 13 импульсов. ется импульс с нормализированными не3S информативными параметрами, амплитуда которого пропорциональна максимальной крутизне переднего фронта анализируемого (в рассматриваемом случае первого) компонента исследуемого сигнала. Этот импульс регистрируется в соответствующем канале анализатоРа 5. Задним фронтом импульса с выхода формирователя 9 импульсов

:второй пиковь "= детектор 3 воз.. ащается в исходное состояние.

Дальнейшая работа устройства анал..— гична работе при регистрации максимальной крутизны переднего фронта первого компонента за исключением того, что наряду с блоками 9,4 и 5 задействованы аналогичные блоки 13, 11.и 12.

Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 16 одновибратор 6 возвращается в исходное состояние (если импульс на его выходе к этому моменту еще не закончился). Устройство готова к анализу следующего сигнала.

По окончании процесса измерения анализатор 5 содержит распределение вероятностей максимальных крутизн переднего фронта всех, а анализатор 12 — только последующих компонентов исследуемых сигналов.

Предлагаемое устройство может быть использовано при исследовании электромагнитных сигналов, генерируемых молниями. Крутизна переднего фронта этих сигналов при расстоянии до разряда свыше 10 км отражает соответствующую крутизну импульсов тока молнии, распределение которой необходимо для расчетов молниезащиты различных объектов. Нри этом для объектов большой высоты требуется распределение, соответствующее только последующим компонентам. Предварительные исследования показывают, что медианное максимальное значение крутизны переднего фронта для последующих компонентов примерно в 3 раза больше, чем для первых.

Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность существенно расширить функциональные возможности па сравнению с известным устройством, позволяя получать одновременно два распределения вероятностей, одно из которых соответствует всем, а другое — только последующим компонентам исследуемых сигналов. Это в свою очередь позволяет автоматизировать процесс измерения названных распределений {в частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля

Земли, обусловленных разрядами молнии).

Формула изобретения

Устройство для определения распределений вероятностей параметров импульсных сигналов по авт.св.

У 1111183, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функщюо1246

Составитель Э.Сечина

Редактор В.Иванова Техред р.Гортвай Корректор А,Тяско

Заказ 4003/43 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

$ нальных возможностей за счет определения вероятностей максимальных крутизн переднего фронта последующих импульсных сигналов, оно содержит первый и второй дополнительные одновибраторы, элемент запрета, дополнительный формирователь импульсов, дополнительный амплитудный анализатор и дополнительный амплитудно-импульсный модулятор, выход которого подключен 10 к входу дополнит .льного амплитудного анализатора, информационный вход соединен с выходом второго пикового детектора, а управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора подключен к выходу дополнительного формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом порогового элемента, управляющий вхоц элемента запрета подключен к вьг<оду первого дополнительного одновибратора, вход которого объединен с входом установки в исходное состояние одновибратора и соединен с выходом второго дополнительного одновибратора, вход которого подключен к выходу блока дифференцирования.