Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсов

(19) (И) 3(51) 8 06 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУД АРС ПО ДЕЛА ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) В.И.Потапкин и В.А.Раков (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М.Кирова (53) 681.3 (088,8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 356657, кл. С 06 6 7/52, 1972.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3404719/18-24, кл. 606 6 7/52, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСОВ, содержащее первый пиковый детектор, первый и второй формирователи импульсов, датчик сигналов, выход которого подключен к входу одновибратбра и информационному входу второго пикового детектора, выход ,которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсного модулятора, выход которого соединен с входом многоканального амплитудного анализатора, третий пиковый детектор, выход которого соединен с перв входом первого блока вычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно со,держит дополнительные первый и второй датчики сигналов, второй блок вычитания, третий формирователь импульсов, элемент ИЛИ и элемент запрета, выход которого соединен с управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора,.выход одновибратора через первый Формирователь импульсов соединен с сигнальным входомэлемента запрета и с управляющими входами пиковых детекторов, информационные входы первого и третьего из которых соединены соответствен- Щ но с выходами дополнительных первого и второго датчиков сигналов, а выход первого пикового детектора под ключен к первому входу второго. блока вычитания, вторые входы блоков выФ с .читания объединены и подключены к выходу второго пикового детектора, а выходы первого и второго блоков вычитания через второй и третий формирователи импульсов соответственно подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляю". ,щим входом элемента запрета.Изобретение относится к специали.эированным средствам вычислительнойтехники, предназначенным для измерения статистических характеристикслучайных процессов, и может бытьиспользовано при исследовании электромагнитного излучения разрядов молнии,Известно устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсов, которое содержит датчик 10сигналов, амплитудно-импульсный модулятор, выход которого подключен квходу многоканального амплитудногоанализатора, и цепочку, содержащуюпоследовательно соединенные дифференциатор и формирователь импульсоврпричем выход датчика сигналов соединен с входом дифференциатора и синформационным входом амплитудно-им-,пульсного модулятора, управляющий 2 Овход которого подключен к выходуформирователя импульсов 111 .Такое устройство позволяет определять распределение вероятностей всех амплитуд импульсных сигналов произвольной формы. Однако при исследовании электромагнитного излучения разрядов молнии требуется измерять распределение вероятностей только максимальных амплитуд таких, сигна- . ЗОНаиболее близким к предлагаемому являетс устройство, содержащее последовательно соединенные датчиксигналов, первый одновибратор, эле мент И, первый формирователь импульсо., амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор. Между датчиком сигналов и одним из входов элемента Й включены последовательно соединенные второй фильтр, третий пиковый детектор, блок вычитания и пороговый элемент. Между датчиком сигналов и одним из входов блока вЫчитания включены последовательно соединенные первый фильтр и первый пиковый детектор. Между выходом первого фильтра и одним -из входов элемента И включен второй одновибратор, Между датчиком сигналов и информационным входам амплитудно-импульсного модулятора включен второй пиковый детектор. Управляющие входы первого и третьего пиковых детекторов соединены с управляющим выходом второго пикового детектора, управляющий вход :которого соединен с выходом первого одновибратора. Кроме того, устройст" во содержит последовательно соединенные дополнительный пороговый эле мент, второй формирователь импульсов дополнительный амплитудно-импульсный модулятор и дополнительный многоканальный амплитудный анализатор. Вход дополнительного порогового эле мента подключен к выходу блока вычитания. Информационный вход дополнительного амплитудно-импульсного модулятора соединен с информационным выхоцом второго пиковогодетектора 123.Такое устройство наряду с импульсами электромагнитного излученияразрядов молнии регистрирует импульсы электромагнитного излучениянегрозового происхождения, источникикоторых находятся вблизи места регистрации (местные электромагнитные помехи). Это приводит к искажению измеряемого распределения,В то же время известно, что по мерераспространения от источника к точке приема амплитуды импульсов электромагнитного излучения изменяютсяобратно пропорционально расстоянию от источника. Известно также,что источники электромагнитногоизлучения грозового. происхождениянаходятся на расстояниях порядкацесятков и более километров от месга регистрации, аисточники местных электромагнитных помех - в непосредственной близости от него.Отсюда следует, что амплитуды импульсов электромагнитного излученияразряда молнии, принятые двумя антеннами, расположенными на некотором расстоянии друг от друга, практически одинаковы, а в случае местной электромагнитной помехи, какправило, .существенно различаются,Цель. изобретения - повьпаение точности измерений за счет снижения влияния источников местных электромагнитных помех.Указанная цель достигается тем,что устройство, содержащее первыйпиковый. детектор, первый и второйформирователи импульсов, датчиксигналов, выход которого подключенк входу одновибратора и информационному входу второго пикового детектора, выход которого подключен кинформационному входу амплитудноимпульсного модулятора, выход которого соединен с входом многоканального амплитудного анализатора, третий пиковый детектор, выход которогосоединен с первым входом первого блока вычитания, снабжено дополнительными первым и вторым датчиками сигналов, вторым блоком вычитания,третьим формирователем импульсов,элементом ИЛИ и элементом запрета,выход которого соединен с управляющим входом амплитудно-импульсногоф,модулятора, выход одновибратора черезпервый формирователь импульсов соедин,нен с сигнальным входом элемента за-прета и .с управляющими входамипиковых детекторов, информационныевходы первого и третьего из которых соединены с выходами дополнительных первого и второго датчиковсигналов соответственно, а выходыподключены соответственно к первымвходам второго и первого блоков вычитания, вторые входы которых объединены и подключены к выходу второгопикового детектора, а выходы первого;и второго блоков вычитания через второй и третий формирователи импульсов;элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом элемента .запрета.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство для определения распре 15делений вероятностей амплитуд импульсов содержит датчик 1 сигналов,выход которого соединен с входомодновибратора 2 и с информационнымвходом второго пикового детектора 3.Выхрд одновибратора 2 подключен квходу первого формирователя 4 импульсов, выход которого соединен ссигнальным входом элемента 5 запретаи с управляющими входами первого бвторого 3 и третьего 7 пиковых де-.текторов. Информационные входы пиковых детекторов б и 7 подключены квыходам дополнительных первого 8и второго 9 датчиков сигналов соответственно, а выходы соединены с первыми входами соответственно второго 10. и первого 11 блоков вычитания, вторые входы .которых объединенымежду собой и с информационным входом амплитудно-импульсного модулято- З 5ра 12 и подключены к выходу пиковогодетектора 3. Выходы блоков 10 и 11вычитания соединены с входами соответственно третьего 13 и второго 14формирователей импульсов, выходы 40которых подключены к входам элемента ИЛИ 15. Выход амплитудно-импульсного модулятора 12 соединен свходом многоканального амплитудногоанализатора 16, а управляющий вход - 45с выходом элемента 5 запрета, управляющий вход которого подключенк выходу элемента ИЛИ 15,Устройство работает следующим 50образам.При исследовании электромагнитного излучения разрядов молнии датчики сигналов представляют собой антенны.Электромагнитный сигнал принимается антеннами 1, 8 и 9, причем с антен 55 ны 1 сигнал поступает одновременно на вход одновибратора 2 и рнформационный вход пикового детектора 3, а с антенн 8 и 9 в . на информационные входы пиковых детекторов 6 и 7 60 соответственно. Когда величина сигнала на вхрде одновибратора 2 превысит заданный пороговый уровень, на его выходе появляется прямоугольный импульс, длительность65 которого равна наибольшей длительности разряда молнии,Если сигнал имеет грозовое происхождение, амплитуды сигналовна входах пиковых детекторов 3, би 7 практически одинаковы. Следовательно, разностные сигналы навыходах блоков 10 и 11 вычитанияблизки.к нулюПри.этом ни одиниз Формирователей 13 и 14 импульсов не запускается, импульс навыходе элемента ИЛИ 15 отсутствует и элементзапрета открыт.Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 2 запускаетсяФормирователь 4 импульсов, который выдает. нормализующий импульсна управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 12. При этомна информационный вход модулятора12 с выхода пикового детектора.3.поступает квазипостоянное напряжение, величина которого равна максимальной амплитуде сигнала наего входе. Таким образом, на выходе модулятора 12 появляется нормализованный импульс, амплитудакоторого равна максимальной амплитуде сигнала с антенны 1. Этотимпульс регистрируется в соответствующем канале многоканального.амплитудного анализатора 16,Если антенны 1, 8 и 9 воспринимают местную электромагнитную помеху, амплитуда сигнала на входе одного из пиковых детекторов 6 или7 существенно отличается от амплитуды сигнала на входе пиковогодетектора 3. Это приводит к тому,что разностный сигнал на выходесоответствующего блока вычитания(10 или 11) превышает уровень запуска соответствующего формировате.ля импульсов (13 или 14), Импульсс выхода, последнего через элементИЛИ 15 воздействует на управляющийвход элемента 5 запрета и закрываетего. В этом случае нормализующийимпульс с выхода формирователя 4импульсов на управляющий вход моду-,лятора 12 не проходит. и, следовательно, такой сигнал (помеха) анализатором 16 не регистрируется. ".,Задним Фронтом импульса с выходаформирователя 4 импульсов пиковыедетекторы 3, б и 7 переводятсявисходное состояние. Устройство готово к анализу следующего сигнала. Дополнительные антенны 8 и 9 сле" дует устанавливать на радиальных направлениях на источники местных электромагнитных помех из точки установки антенны 1.Изобретение позволяет существенно повысить точность измерений по сравнению с базовым объектом (про" тотипом). Это достигается за счет1067514 распределения отражают соответствующие распределения для токов молнии, необходимые для молниезащитыразличных объектов. Составитель Э.СечинРедактор Л,Алексеенко Техред:А.Ач Тираж 703арственного комзобретеиий и от, Ж, Раушска аказ 113 д, 4/ илиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектн снижения влияния на результаты измерения электромагнитных помех,источники которых расположены вблизи места регистрации. Измеряемые 211/53НИИПИ Гасу по делам035, Москв ета ыти наб Корректор О.БилПодписное