Устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов
Союз Советсинк
Соцнвпнстнчесини
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
G 06 G 7/52 3Ъеудэретеенный квинтет СССР ао делан изобретений н открытий Опубликовано 07. 05. 82. Ьктллетень М 17 Д,ата опубликования описания 07. 05 . 82 (53) УДК 681. . 3(088,8) им. С. М. Кирова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСП РЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к специализированным средствам вычислитель. ной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов, и может быть использовано, например, при исследоS вании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний. Известно устройство для опредето ления экстремальных значений случайных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, преобразователь, коммутатор, ключи, триггер регистр, блок сравнения, счетчики, элементы И, ИЛИ, триггер. экстремума (1). Данное устройство не позволяет измерить распределение вероятностей амплитуд импульсных сигналов. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные датчик сигналов, дифференциатор, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор (21. Такое устройство позволяет измерять распределение вероятностей всех амплитуд импульсных сигналов. Однако в ряде случаев возникает необходимость в измерении распределения вероятностей только максимальных амплитуд как одиночных, так и серий импульсов произвольной формы. В частности, такая ситуация имеет место при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами отдельных молний, Рри этом распределение вероятностей амплитуд импульсных сигналов, полученное с помощью известного устройства, совпадает с распределением вероятностей их максимальных амплитуд только в том случае, если 926687 Устройство работает следующим образом. Импульсный сигнал, представляющий собой одиночный импульс или серию импульсов, с выхода датчика 1 сигналов поступает одновременно на входы пикового детектора 6 и одновибратора 2, который выполняет две функции — порогового устройства и расширителя импульсов. Когда амплитуда входного сигнала превышает заранее установленный уровень, на выходе одновибратора 2 появляется прямоугольный импульс, длительность $0 эти сигналы предст, вляют собой одиночные импульсы с одним максимумом, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет получения Распределения вероятностей максимальных амплитуд одиночных или серий импульсов произвольной формы. Указанная цель достигается тем, uro в устройство для определения рас- 30 пределения вероятностей амплитуд импульсн х сигналов, содержащее датчик сигналов, амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом амплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, введены одновибратор и пиковый детектор, информационный вход которого соединен с выходом датчика сигналов и входом одновибратора, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом установки в исходное состояние пикового детектора, выход которого подключен к информацион ному входу амплитудно-импульсного модулятора. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие принцип его работы, Устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов состоит из последовательно соединенных датчика 1 сигналов, одновибратора 2, формирователя 3 импульсов, амплитудно-импульсного модулятора 4 и амплитудного 1многоканального) анализатора 5, а также пикового детектора 6, включенного между датчиком 1 сигналов и амплитудно-импульсным модулятором 4. которого установлена заранее и равна максимальной длительности исследуемых сигналов. В частности, при ис следовании возмущений электромаг- нитного поля Земли, обусловленных разрядами отдельных молний, эта длительность может быть установлена равной 1,5 с. Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 2 запускается формирователь 3 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс, поступающий на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 4. 1ри этом на основной вход амплитудно-импульсного модулятора 4 с выхода пикового детектора 6 подается квазипостоянное напряжение, величина которого равна максимальной амплитуде сигнала на входе пикового детектора 6. Таким образом, на выходе модулятора 4 появляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда которого пропорциональна максимальной амплитуде исследуемого, импульсного сигнала. Этот импульс регистрируется B соответствующем канале многоканального амплитудного анализатора 5 в зависимости от величины амплитуды. Задним фронтом импульса, вырабатываемого формирователем 3 импуль-. сов, пиковый детектор возвращается в исходное состояние. Для этого может использоваться схема разряда (например ключ). Отсутствие импульса разряда приводит к тому, что вследствие значительного времени возвращения пикового детектора в исходное состояние анализ следующего сигнала может быть произведен только спустя определенный промежуток времени. Если временной интервал между сигналами меньше этого промежутка времени, остаточное напряжение на пиковом детекторе 6 может приводить к искажению измеряемого распределения. Для пояснения принципа работы предлагаемого устройства на фиг. 2 приведены временные диаграммы, соответствующие его характерным точкам 7-11 По окончании процесса измерения количество импульсов в каждом канале амплитудного анализатора 5 пропорционально измеряемому значению вероятности появления сигнала с соответствующей максимальной амплитудой. Число ординат полученной таким об5 разом кривой распределения вероятностей равно числу каналов анализатора. Таким образом, введение пикового детектора и замена дифференциатора одновибратором дают возможность существенно расширить область применения серийно выпускаемых многоканальных амплитудных анализаторов, позволяя измерять распределение вероятностей максимальных амплитуд импульсных сигналов, которые могут представлять собой как одиночные, так и серии импульсов произвольной формы. Это, в свою очередь, дает воэможность автоматизировать процесс измерения этого распределения, в частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молнийатмосфериков. Атмосферики в неявном виде содержат сведения о распределении электрических зарядов и их пространственно"временном изменении при развитии молнии. Вследствие этого распределение вероятностей максимальных амйлитуд атмосфериков отражает соответствующее распределение для токов молнии, которое представляет значительный интерес для практики молниеэащиты. Формула изобретения Устройство для определения распределения вероятностей амплитуд им926687 пульсных сигналов, содержащее датчик сигналов, амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом амплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет полу<0 чения распределения вероятностей максимальных амплитуд одиночных или серий импульсов произвольной формы, оно содержит одновибратор и пиковый детектор, информационный вход кото15 рого соединен с выходом датчика сигналов и входом одновибратора, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом установки в ис20 ходное состояние пикового детектора, выход которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсного модулятора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе l, Авторское свидетельство СССР 506868, кл. 0 06 F l5/36, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР 356657 кл. С 06 G 7/52, 1972 (прототип). 926687 Составитель Э. Сечина Редактор Н, 4убелко Техред М. Рейвес Корректор Г. Решетник Заказ 2985/43 Тираж 732 Подписное ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва-, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал llllA "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
