Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса

,801043685 СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН С 7 52 ГОСУДАРСТВЕННЪЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ с(.61) 968826 тем, что, с цепью расширения функцио- (21) 3404719/18 24 .. . нальных возможностей за.счет обеспе- (22) 05,03,82: чения возможности определения одно- ,(46) 23,09,83, Бюп. Р 35 : временно двух распределений вероят- (72) В.А. Раков и В.И.Потапкин ностей, оно содержит цепочку иэ после- (71) Научно-исследовательский инсти- "- довательно соединенных дополнитепьтут высоких напряжений при Томском . ных порогового элемента и формироваардена Октябрьской Революции и орде- .теля импульсов, выход которого соедина Трудового Красного Знамени, поли- нен с управляющим входом дополнительтехническом институте им, С,И, Кирова . ного амплитудно-импульсного модулято- (53 ) 681,3(0888 ) . .ра, выход которого .подключен к входу (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР дополнительного амплитудного анали- Р 968826, кл. 6 06 С, 7/52, 1981 затора, информационный вход дополни- (прототип ).,тельного амплитудно-импульсного модулятора соединен с информационным (541(57)УСТРОЙСТВО дЛя ОПРЕдЕЛЕНИя .выходом первого пикового дЕтектора, д РАспРБДелении ВеРОЯтнОстей пАРАиетРОВвход дополнительного порогового эле- З . СЛУЧАЙНОГО, ПРОЦЕССА по авт.св. мента соединен с выходом блока вы- М 968826, о т л и ч а ю щ е е с я . читания.С:Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов.5По основному авт.св, Ф 968826 известно устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса, содержащее датчик .сигналов, выход которого соединен с входом первого одновибратора и с 0 информационным входом первого пикового детектора, информационный выход которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсного модулято. ра, управляющий вход которого соеди ней с ниходом формирователя импульсов, а выход - с входом. амплитудного . анализатора, пороговый элемент, элемент И, второй одновибратор, второй и третий пиковый детекторы, блок вычиО тания, первый и второй Фильтры, входы которых объединены и подключены к вы-. ходу датчика сигналов, выходы Фильтров через соответствующие второй и третий пиковые детектоРы подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход котерого подключен к входу формирователя импульсов, которой вход элемента И объединен с входом включения первого пикового детектора и соединен с выходом первого одновибратора, управляющий выход первого пикового детектора подключен к входам включения .второго и третьего пиковых детекторов, нри этом вход второго одновибратора подключен к вйходу первого фильтра, а ныход соединен с третьим входом элемента И 11. 40Такое устройство позволяет определять распределение вероятностей, соответствующее либо только наземным, либо только облачным разрядам, Недостатком: его является. невоз можность получения одновременново время одной и той же грозы )двух названных распределений.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ,устройства за счет обеспечения возможности получения одновременно двух распределений вероятностей, одноиз которых соответствует только наземным, а другое - только облачным разрядам.55Указанная цель достигается тем, что устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса снабжено последовательно соединенными допоЛнитель ными пороговым элементом, формирователем импульсов, амплитудно-импульсным модулятором и многоканальным амплитудным анализатором; вход дополнительного порогоного элемента 65 подключен к выходу блока вычитания; информационный вход дополнительного амплитудно-импульсного модулятора соединен с информационным выходом первого пикового детектора.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство для ойределенияраспределений вероятностей параметров случайного процесса содержит после" довательно соединенные датчик 1сигналов, первый одновибратор 2 элемент Й 3, формирователь 4 имйульсов амплитудно-импульсный модулятор 5 и многоканальный амплитудный анализатор б. Между датчиком 1 сигналов и одним из входов элемента И 3 включены последовательно соединенные второй фильтр 7, третий пиконый детектор 8, блок 9 нычитания ипвроговый элемент 10, Между датчиком1 сигналов и одним и 8 входов блока9 вычитания включены последовательносоединенные первый фильтр 11 и вто"рой пиковый детектор 12, Между выходом первого фильтра 11 и одним извходов элемента И. 3 включен второйодновибратор 13. Между датчиком 1сигналов и информационным входомамплитудно-импульсного модулятора 5включен первый пиковый детектор 14.Управляющие входы пиковых детекторов 8 и 12 объединены и соединены суправляющим выходом первого пиковогодетектора 14, управляющий вход которого соединен с выходом первогоодновибратора 2, Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные дополнительные пороговый элемент 15, формирователь 16 импульсов, амплитудно-импульсный модулятор 17 и многоканальный амплитудный анализатор 18, Вход дополнительного порогового. элемента 15 подклбчен к выходу блока 9 нычитания. Информационный вход дополнительного амплитудно-импульсного модулятора 17 соединен с информационным выходом первого пиковогодетектора 14, .фильтр 11 настроен на максимум спектральной плотности электромагнитных сигналов, генерируемых наземными разрядами,. а Фильтр 7 - на максимум спектральной плотности сигналов, генерируежх облачными.разрядамиеУстройство относит разряд к наземным, если величина сигнала на выходе фильтра 11 превышает выбранный заренее пороговый уровень, а также больше величины сигнала на выходе фильтра 7 на заданную величину. В этом случае разряд регистрируется анализатором б. Если величина сигнала на выходе Фильтра 7 больше величины сигнала на выходе фильтра 11 на заданную величину, разряд относит.лизатором 18,Устройство работает следующимобразом.Исследуемюй сигнал с выхода датчика 1 сигналов поступает одновременно на входи фильтров 7 и 11, одновибратора 2 и пикового детектора14. Когда величина сигнала превыситпорог срабатывания одновибратора2, на выходе последнего появляетсяпрямоугольный импульс, длительностькоторого равна максимальной длительности исследуеьнх сигналов и может; быть установлена. равной 1,5 .с.Передним фронтом этого импульса запускаются пиковые детекторы 8, 12 и 14( в исходном состоянии они зашунтированы ),Если величина сигнала на выходеФильтра 11, настроенного на максимум 20спектральной плотности электромагнитных сигналов, генерируемых наземными разрядами, превышает порог срабатывания одновибратора 13, последний выдает разрешающий импульс на, 25один из. входов элемента И 3. Длительность этого импульса может бытьвыбрана равной длительности импульсана выходе одновибратора 2.Сигналы с выходов фильтров 7 и 11поступают на входы пиковых детекторов 8 и 12 соответственно, с помощью которых наибольшие амплитудыэтих сигналов запоминаются до момента истечения времени, равного максимальной длительности исследуемыхсигналов. Сигналы с выходов пиковыхдетекторов 8 и 12 Подаются на блоквычитания. Разностный сигнал с выхода последнего поступает на входыпороговых элементов 10 и 15, в ка,честве которых могут быть использо.ванЫ триггеры Шмитта. Пороговый элемент"10 запускается только положительным сигналом, а пороговый элемент15 - только отрицательным. 45Если величина сигнала на выходепикового детектора 12 больше величины сигнала на выходе пикового детектора 8 сигнал на выходе блока 9вычитания положительный ) на величину, превышающую порог срабатыванияпороговогО элемента 10, последнийвыдает разрешающий импульс на второйвход элемента И 3.В этом случае задним фронтомимпульса с выхода одновибратора 2запускается Формирователь 4 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс, поступающий на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 5. При этом на информационный вход модулятора 5 подается квазипостоянное напряжение с информационного выхода пикового детектора14, величина которого равна макси-,мальной амплитуде сигнала ни инфор-, 65 мационном. входе пикового детекторра 14.Таким образом на выходе модулятора5 появляется импульс с нормализован ными параметрами, амплитуда которогоравна максимальной амплитуде исследуемого сигнала. Этот импульс в зависимости от его амплитуд регистрируется в соответствующем канале амплитудного анализатора 6,После того, как одновибратор 2возвратится в исходное состояние1;импульс на его выходе закончится ),пиковые детекторы 8 и 12 возвращаются в исходное состояние сразу, а пиковый детектор 14 - спустя время,необходимое для работы модулятора 5.Пороговый элемент 15 положительным сигналом запуститься не может,поэтому амплитудный анализатор" 18 врассмотренном случае в работе не.участвует.Если величина сигнала на выходеФильтра 11 не превышает порога срабатывания одновибратора 13 или непревышает величины сигнала на выходефильтра 7 на величину, достаточнуюдля запуска порогового элемента 10,или то и другое вместе, элемент И 3не открывается. В этом олучае формирователь 4 импульсов не запускается и, следовательно, такой сигналрегистрироваться анализатором 6 небудетЕсли величина сигнала на выходепикового детектора 8 больше сигналана выходе пикового детектора 12сигнал, на выходе блока 9 вычитания отрицательный ) на величину, превышающую порог срабатывания пороговогоэлемента 15, на выходе последнегопоявляется прямоугольный импульс, Вмомент. окончания импульса на выходеодновибратора 2 пиковые детекторы8 и 12 переводятся в исходное состояние. Это приводит к тому, что заканчивается и импульс на выходе порогового элемента 15. Задним фронтом этого импульса запускается формирователь16 импульсов. Последний вырабатываетнормализующий импульс, поступающийна управляющий вход модулятора 17,и из квазипостоянного напряжения синформационного выхода пикового детектора 14 "вырезается" импульс снормализованными параметрами, региструеьий амплитудным анализатором 18;Пиковый детектор 14, как и в рассмот ренном случае, возвращается в исходное состояние задним фронтом импульсас выхода одновибратора 2 с задержкой,необходимой для работы модулятора 17. Пороговый элемент 10 отрицательным сигналом запуститься не может и, следовательно, в данном сЛучае амплитудный анализатор 6 в работе не участвует.1043685 Составитель Э, СечинаТехредС. Мигунова Корректор А, Зимокосов Редактор НЕгорова Заказ 7341/54 Тираж 706 .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1130 35, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 По окончании процесса измеренияанализатор 6 содержит распределение.верятностей, соответствующее только1наземным, а,анализатор 18 - толькооблачным разрядам.Полоса пропускания фильтра 11 выбирается в области 5-10 кРц, а фильт-ра 7 - в области 25-:50 кГц.,.Одновибратор 13 предназначен дляисключения регистрации низкочастотных электромагнитных помех, которыемогут иметь соотношение составляющих,на которые настроены фильтры 7. и 11,характерное для наземных разрядов,что может привести к запуску порогового элемента 105Предлагаемое устройство обеспечивает существенное расширение функциональных возможностей по сравнениюс известным, позволяя определитьодновременно два распределения веро- оятностей, одно иэ которых соответствует наземным разрядам, а другое облачным. Известное устройство дает воэможность измерять только одно из названных .распределений.Наземные.разряды наибольшую опасностьпредставляют для наземных объектов, а облачНЫе - для летательных аппаратов. Распределения вероятностей амплитуд электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, отражают:соответствующие распределения для токов, необходиьие для расчетов молниеэащиты любых объектов. Получение одновременно 1 во время одной и той же грозы ) двух распределений, одно .из которых соответствует наземным разрядам, а другое - облачным, позволяет исследовать особенности указанных двух типов разрядов, что представляет значительный интересс точки.зрения исследования грозовых процессов и молниезащиты.