Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«968826 (61)Дополнительное к ает. свид-ву(22) Заявлено 27. 01 ° 81 (21) 3240348/18-24 (1 М Кп 3 с присоединением заявки ¹

G 06 С 7/52

Государственный Комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 681. .3(088.8) Опубликовано 23.1082. Бюллетень Мо39

Дата опубликования описания 23. 10. 82.

6 СЕСОЯ М А Н

IIATElfTIIO йТЕЩИт1нСКл11 ьиьлиоТЕЯА

В.И.Потапкин и В.A.Ðàêîâ (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт высоких напря при Томском ордена Октябрьской Революции и орде

Трудового Красного Энамени политехническом инст им;С.М.Кирова (71) 3a яв и тель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИИ

ВЕРОЯТНОСТЕИ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО

ПРОЦЕССА

Изобретение относится к специали- зированным средствам вычислительной техники, предназначенные для измере« ния статистических характеристик случайных процессов.

Известно устройство для измерения распределений вероятностей параметров молний определенного типа. Ус-. тройство содержит. датчик сигналов, через пиковый детектор соединенный с амплитудно-импульсным модулятором, соединенным с многоканальным амитлитудным анализатором и с Формирователем импульсов (i) .

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является устройство для определения распределения вероятностей максимальных ампли-. туд импульсных сигналов, содержащее датчик сигналов, соединенный через одновибратор и формирователь импульсов с модулятором .и со схемой разряда, выход которой подключен к одному входу пикового детектора, выход которого через модулятор соединен с амплитудным анализатором, а другой вход — с выходом датчика сигналов (2) .

Недостатком этих устройств является то, что измеряемое распределение З0 может быть искажено за счет регистрации сигналов, .генерируемых молниями несоответствующего типа, но болыаих по величине. Например, при регистрации наземных молний могут частично регистрироваться облачные молнии и наоборот.

Пелью изобретения является .повышение точности измерения распределений вероятностей параметров молний определенного типа за счет: улучшения их селекции. .Поставленная цель достигается тем,.что устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса, содержащее датчик сигналов, выход которого соединен с входом первоГо одновибратора и с информационным входом первого пикового детектора, информационный .выход которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход— с входом амплитудного анализатора, содержит пороговый элемент, элемент

И, второй одновнбратор, второй и третий пиковые детекторы, блок вычитания и первый и второй фильтры, входы

968826 которых объединены и подключены к выходу датчика сигналов, выходы фильтров через соответствующие второй .и третий пиковые детекторы подключены,соотэетстввнно к первому и вто1рому входам блока вычитания, выход 5 которого через пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу фор мироватвля импульсов, второй вход элемента И объединен с входом включения первого пикового детектора и соединен с выходом первого одновибратора, управляющий выход первого пи-. кового детектора подключен к входам включения второго и третьего пиковых детекторов, при этом вход второго одновибратора подключен к выходу первого фильтра, а выход — соединен с третьим входом элемента И.

На чертеже представлена структур- о ная схема устройства.

Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса содержит последовательно соединенные датчик 1 сигналон, одновибратор 2, элемент И 3, формирователь 4 импульсов, амплитудно-импульсный модулятор 5 и (многоканальный) амплитудный анализатор Ь.

Между датчиком l сигналов и одним из . входов элемента И 3 включены после- -ЗО довательно соединенные фильт 7, пиковый детектор 8, блок 9 вычитания и пороговый элемент 10. Между датчиком 1 сигналон и одним из входов блока 9 вычитания включены послвдова- 31 тельно соединенные фильтр 11 и пиковый детектор 12. Между выходом филь" тра 11 и одним из входов элемента И

3 включен одновибратор 13. Между датчиком 1 сигналов и одним из входов 49 амплитудно-импульсного модулятора 5 включен пиковый детектор 14. Управляющие входы пиковых детекторов 8 и

12 объединены .й соединены с выходом пикового детектора 14, вход которого 45 соединен с выходом однонибратора 2.

Фильтр 11 настроен на максимум спектральной плотности электромагнитных сигналов, генерируемых молниями определенного типа, а фильт 7— на максимум спектральной плотности сигналов, генерируемых молниями, от которых мы хотим отстроиться. Устройство относит молнию к определенному типу, если величина сигнала на выходе фильтра 11 превышает ныбранный заранее пороговый уровень, а также больше величины сигнала на выходе фильтра

7 на выбранную заранее величину.

Вследствие этого селекция определен- ОО

NoI î типа молний существенно улучшается.

Исследуемый сигнал с выхода Датчика 1 сигналов поступает одновременно на входы фильтров 7 и 11, од- 65 новибратора 2 и пикового детектора

14, Когда величина сигнала превысит порог срабатывания одновибратора 2, на выходе последнего появляется прямоугольный импульс, длительность которого равна максимальной длительности исследуемых сигналов и может быть установлена равной 1,5 с. Передним фронтом этого импульса запускаются пиковые детекторы 8, 12 и 14 в рабочее состояние (н исходном состоянии пиковые детекторы зашунтированы).

Если величина сигнала на выходе . фильтра 11 настроенного на максимум спектральндй плотности электромагнитных сигналов, генерируемых молниями определенного типа, превышает, порог срабатывания одновибратора 13, последний выдает разрешающий импульс на один из управляющих входов элемента И 3. Длительность этого импульса может быть выбрана равной длитель" ности импульса на выходе одновибратора 2.

Сигналы с выходов фильтров 7 и 11 поступают на входы пиковых детекторов

8 и 12 с помощью которых наибольшие амплитуды этих сигналов запоминаются до момента окончания времени, равного максимальной длительности исследуемых сигналов. Сигналы с выходов пиковых детекторов 8 и 12 подаются на блок 9 вычитания. Разностный сигнал с выхода последнего поступает на вход порогового элемента 10, в качестве которого использован триггер Шмитта. Если величина сигнала на выходе пикового детектора 12 больше величины сигнала на выходе пикового детектора 8 на величину, превышающую порог срабатывания порогового элемента 10, последний выдает разрешующий импульс на второй управляющий вход элемента И 3.

В этом случае задним фронтом Им- пульса с выхода одионибратора 2 запускается формирователь 4 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс, поступающий на.управляющий вход амплитудно-импульсного модуля- . тора 5. При этом на информационный вход модулятора 5 подается квазипостоянное напряжение с выхода пикового детектора 14, величина которого равна максимальной амплитуде сигнала на входе пикового. детектора 14.

Таким образом, на выходе модулято-. ра 5 поянляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда кото" рого равна максимальной амплитуде исследуемого сигнала. Этот импульс в зависимости от вго амплитуды регистрируется s соответствующем канале амплитудного анализатора 6.

После того, как однонибратор 2 нозвратится в исходнов состояние (импульс íà вго выходе закончится), напряжвнив на выходе пикового детек968826 тора 14 начинает снижаться и при дос.тижении им определенного уровня пиковые детекторы 8, 12 и 14 воэвратятуя в исходное состояние.

Если величина сигнала на выходе фильтра 11 не превышает порога сраба тывания второго одновибратора или не превьзвает величины сигнала на выходе фильтра 7 на величину, достаточную для запуска порогового элемента 10, или то и другое вместе, элемент И 3 не открывается. В этом случае формирователь 4 импульсов не запускается и, следовательно, сигнал, генерируеьий такой молнией, не регнстрируется анализатором 6.

При исследовании электромагнитных сигналов, генерируемых главными разрядами наземных молний, полоса пропускания фильтра 11 может быть выбрана равной 5-10 кГц, а фильтра 7—

25-50 кГц. При исследовании облач ных молний — наоборот, полоса пропускания фильтра — 11-25-50 кГц, а фильтра — 7 — 5-10 кГц.

Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить точность измерения раснределений вероятностей параметров молний определенного типа за счет существенного улучшения их селекции. Этими параметрами, прежде .всего, являются максимальные амплитуды электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, которые в неявном виде содержат сведения о распределении электрических зарядов и их пространственно-временном изменении при развитии разрядов молний. В связи с этим распределення их амплитуд отражают соответствующие распределения для токов молнии. Следовательно, предлагаемое устройство дает возможность получать также раапределвння .вероятностей амплитуд токов молнии.

Распределение вероятностей параметров молнии представляет значительный ,интерес с точки зрения молниезащиты.

Формула изобретения

Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса, содержащее датчик сигналов, выход которого соединен с входом первого одновнбратора и с.информационным входом первого и второго пикового детектора, информацнонный выход которого подключен к информа10 цнонному входу амплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход — с входом амплитудного айализатора, о т л и » чающее ся тем, что., сцель повьааения точности, оно содержит по роговый элемент, элемент И, второй одновибратор, второй и третий пико.,вые детекторы, блок вычитания и первый и второй фильтры, входы которых

20 объединены и подключены. к выходу датчика сигналов, выходы фильтров через соответствующие второй и третий пи ковые детекторы .подключены соответственно к первому и второму входам бло25 ка вычитания, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, второй. вход элемента И объ30 единен с входом включения первого пикового детектора и соединен с выходом первого одновибратора, управляющий выход первого пикового детектора подключен к входам включения второго

35 и третьего пиковых детекторов, при этом вход второго одновибратора подключен к выходу первого фильтра, а выход — соединен с третьим входом элемента И.

Источники иформацнн, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 2901563/24, кл. G 06 G 7/52, 1980.

2.. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2860534/24, кл.G 06 G 7/52, 1979, (прототип).

968826

Составитель Э.Сечина

Редактор Г.Ус Техред М.Гергель Корректор Л.ВОкшан

Заказ 8177/78 Тираж 731 Подписное аНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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