Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов

 

98763 регистрации регистрируются практически все разряды, а на больших — только наиболее интенсивные, что, в свою очередь, ведет к искажению измеряемого распределения амплитуд электромагнитных сигналов, генерируемых 5 этими разрядами.

Устранение указанного недостатка может быть достигнуто за счет обеспечения определенности радиуса действия устройства. В пределах этого радиуса должны регистрироваться практи- 10 чески все разряды, а эа его пределами регистрации не должно быть., Дпя решения этой задачи могут быть использованы сигналы грома, так как интервал времени между моментами прихода к месту регистрации электромагнитного 15 сигнала от разряда и сигнала грома однозначно определяет дальность до разряда.

Цель изобретения — повышение точности измерений эа счет регистрации электромагнитных сигналов от разрядов в пределах опрЕделенного р11 радиуса.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для определения распределений вероятностей амплитуд, импульсных сигналов, содержащее формирователь импульсов, амплитудно — импупь. э5. сный модулятор, выход которого 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 первогоЗО одновибратора, первый вход которого является первы14 входом устройства, содержит второй . пиковый детектор, второй одновибратор и эле-. менты И, выход которого подключен к второму входу амплитудно — импульсного модулято35 ра, 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

40 формирователя импульсов соединен со вторым входом элемента И, при этом выход блока задержки подключен к первому входу второго пикового детектора, выход которого соединен со вторым входом первого пикового детектора, 45 а второи вход второго пикового детектора является первым входом устройства.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов содержит последовательно соединенные первый одновибратор 1, блок 2 задержки, второй пиковый детектор 3, первый пиковый детектор . 4, амплитудно — импульсный модулятор 5 и многоканальный амплитудный анализатор 6.

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 из входов элемента И 9 и одним из входов первого пикового детектора 4. Один из входов второго пикового детектора 3 объединен с одним из входов первого одновибратора 1 и является первым входом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Электромагнитный сигнал, генерируемый разрядом 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 превышает выбранный заранее пороговый уровень, на выходе первого одновибратора 1 появляется прямоугольный импульс, длительность которого определяет радиус действия устройства. Например, длительность этого импульса 30 с соответствует радиусу действия 10 км. Передним фронтом импульса с выхода первого одновибратора 1 запускается блок 2 задержки, в качестве которого может быть использован одновибратор.

На выходе блока 2 задержки появляется прямоугольный импульс, длительность которого устанавливается равной длительности первого компонента электромагнитных сигналов, генерируемых разрядами молний, и может быть выбрана равной 5 мс. Передним фронтом этого импульса второй пиковый детектор 3 переводится в рабочее состояние. После того, как импульс на выходе блока 2 задержки закончился, второй пиковый детектор 3 возвращается в исходное состояние. При этом первый пиковый детектор 4 запоминает максимальную амплитуду первого компонента исследуемого сигнала.

Импульс с выхода первого одновибратора 1 поступает также на один из входов элемента

И 9 и открывает его на время, равное времени распространения до места регистрации сигнала грома от разряда на удалении, равном радиусу действия устройства.

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 одйого и того же разряда. Если величина сигнала грома превосходит порог срабатывания второго одновибратора 7, иа выходе последнего появляется прямоугольный импульс, длительность которого устанавливается равной максимальной продолжительности грома и может быть выбрана равной 20 с. Передним фронтом этого импульса

5 9876 запускается формирователь 8 импульсов, вырабатывающий нормалиэующии импульс.

Если разряд молнии происходит в пределах

Ф радиуса действия устройства, элемент И 9 в этот момент открыт и нормализующий импульс 5 проходит на управляющий вход амплитудио— импульсного модулятора 5. При этом на информационный вход модулятора 5 с выхода первого пикового детектора 4 поступает квазипостоянное напряжение, величина которого 16 равна максимальной амплитуде первого компонента исследуемого электромагнитного сигнала. ,Таким образом, на выходе модулятора 5 появляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда которого равна этой макси- И мальной амплитуде. Импульс с выхода модулятора 5, регистрируется в одном из каналов анализатора 6 в зависимости от амплитуды.

Задним фронтом импульса с выхода второго одновнбратора 7 первый одновибратор 1 возвра- эв щается в исходное состояние (если импульс на его выходе еще не закончился). Импульс с выхода первого одновибратора 1 своим задним фронтом переводит первый пиковый детектор 4 в исходное состояние. Устройство готово к ре- 25 гистрации следующего разряда.

Если разряд происходит эа пределами радиуса действия устройства, сигнал грома приходит спустя время, превьпнающее длительностьразрешающего импульса на одном из входов зле- ав мента И 9. При этом в момент появления юрмализуюшего импульса эл|яиент И 9 оказывается закрытым. Нормализующий импульс с выхода формирователя 8 импульсов на управляющий вход модулятора 5 не проходит и, следовательно, такой разряд регистрироваться не будет.

По окончании процесса измерения количесство импульсов в каждом канале анализатора

6 будет пропорционально измеряемому значению ао частоты появления электромагнитного сигнала с соответствующей максимальной амплитудой первого компонента.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения распределений вероятностей максимальных амплитуд первых компонентов электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, за счет регистрации разрядов в пределах определенного радиуса. Электромагнитные сигналы, генерируемые молниями, содержат сведения о распределении зарядов и нх пространственно — временном изменении нри развитии молнии. Вследствие этого распределение вероятностей максимальных амплитуд этих сигналов отражает соответствующее распределение для токов молнии, которое представляет значительный интерес с точки зрения молниезащиты.

Формула изобретения

Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее формирователь импульсов, амплитудно — импульсный модулятор, выход которого

l соединен с входом амплитудного анализатора, а первый вход — с выходом первого пикового детектора, управляющий вход которого обьединен с входом бнока задержки и подключен к выходу первого одновибратора, первый вход которого является первым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит второй пиковый детектор, второй одновнбратор и элемент

И, выход которого подключен к второму входу амплитудно — импульсного:модулятора, первый вход — к выходу первого одновнбратора, второй вход которого обьединен с входом формирователя импульсов и подключен к выходу второго одновибратора, вход которого является вторым входом устройства, в|вход формирователя импульсов соединен со вторым входом элемента И, при этом выход блока задержки подключен к первому входу второго пикового детектора, выход которого соединен со вторым входом первого пикового детектора, а второй вход второго пикового детектора является первым входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке

1|= 2860534/18 — 24, кл. G 06 G 7/52, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2901563/18 — 24, кл. 6 06 6 7/52, 1980 (прототип) .

987637

Составитель 3. Сечина

Техред С. Мигунова

Корректор Н Король

/Редактор Ю. Середа

Закаэ 10306/38

Подписное

Тираж 704 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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