Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов

(59 0 06 а 7/52 Ет во СССР81 ВтороЬоо хоо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЭО ТОРСНОМУ СВРДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институтеим. С.М. Кирова(54)(57), УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВпо авт. св. Р 987637, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет определения одновременно двух распределений вероятностей, введены третий одновйбратор, элемент запрета и .дополнительный амплитудный анализатор, вход которого подключен к выходу элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу амплитудно-импульсного модулятора, а вход запрета соединен с выходом третьего одновибратора входС 2 которого подключен к выходу первого а одновибратора.Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов.Но основному авт. св, Р 987637 5 известно устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор, выход которого 10 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 первого одновибратора,первый вход которого является первьм входом устройства, второй пиковый детектор, второй одновибратор и элемент И, выход которого подключен к второму входу амплитудно-импульсного модулятора, первый вход - к выходу первого одновибратора, второй вход которогообъединен с входом Формирователя импульсов и подключен к выходу второго одновибратора, вход которогоявляется вторым входом устройства, выход формирователя импульсов соединен с вторым входом элемента И, при этом выход блока задержки подключен к первому входу второго пикового детектора, выход которого соединен с вторым входоь первого пикового детектора, а второй вход второго пикового детектора. является первым ьходом устройства Щ .35Такое устройство позволяет определять распределение вероятностей, соответствующее разрядам молнии в пределах заданного круга радиуса 8. Носкольку амплитуда каждого из регистрируемых сигналов зависит от соответствующей дальности до разряда молнии, получаемое распределение будет отражать не только распределение параметров молил: о и распределение этих дат;ъно:тей. Таким образом, при исследовании параметров молнии нужно каким-либо образом исключить влияние различия дальностей до разрядов. Это может быть достигнуто посредством регистрации разрядов в кольце, ширина (8-г) которого много меньше расстояния г до него от места регистрации. 55Цель изобретения - расширение функциональных возможностей эа счет получения одновременных двух распределений вероятностей, соответствующих рядам молнии в двух 60 территориальных :снах различной фо- мы ( круговой и колья евой ) .Указанная ель гостигается тем, что з устройство для определения расп,сцене ний вероятно "гей амплитуд импульсных сигналов введенытретий одновибратор, элемент запрета и дополнительный амплитудныйанализатор, вход которого подключенк выходу элемента запрета, информационныи вход которого подключенк выходу амплитудно-импульсного модулятора, а вход запрета соединенс выходом третьего одновибратора,вход которого подключен к выходупервого одновибратора.Иа фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства,фиг, 2 поясняет принцип его рабовты.Устройство для определенияраспределений вероятностей амплитудимпульсных сигналов содержит последовательно соединенные первыйодновибратор 1, блок 2 задержки,пиковые детекторы 3 и 4, амплитудно-импульсный модулятор 5 и амплитудный анализатор б. К одному извходов амплитудно-импульсного модулятора 5 подключена цепочка, содержащая последовательно соединенныевторой одновибратор 7, формирователь8 импульсов и элемент И 9. Один извходов первого одновибратора 1 соединен с выходом второго одновибратора 7, вход которого является вторым входом устройства. Выход первого одновибратора 1 соединен с одним иэ входов элемента И 9, с одним из входов первого пикового детектора 4 и входом третьего одновибратора 10. Один из входов второго пикового детектора 3 объединенс одним из входов первого одновибратора 1 и является первым входомустройства. К выходу амплитудноимпульсного модулятора 5 подключенацепочка, содержащая последовательносоединенные элемент 11 запрета и дополнительный (многоканальный) амплитудный анализатор 12. Один из входов элемента 11 соединен с выходомтретьего одновибратора 10,Длительность импульса на выходепервого одновибратора 1 равна интервалу времени между моментами прихода электромагнитного сигнала молнии и сигнала грома от разряда нарасстоянии Б от места регистрации,Таким образом, одновибратор 1 задает радиус Б внешней окружности кольца (а также круга), Аналогично, одновибратор 10 задает радиус г внутренней окружности кольца (фиг. 2).Сигнал электромагнитного полямолнии поступает на первый входустройства и подается одновременнона информационный вход второго пикового детектора 3 и на один извходов первого одновибратора 1. Когда величина этого сигнала превыситвыбранный заранее пороговый уровень, на выходе одновибратора 1 по50 55 65 является прямоугольный импульс, отк рывающий элемент И 9 на время, равное времени до момента прихода сигнала грома с расстояния В от места регистрации (Фиг, 2). Например, дли тельность этого импульса 45 с соответствует Н = 15 км. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 1 запускаются однонибратор 10 и блок 2 задержки (в качестве которого может быть использонан также одновибратор). На выходе однонибратора 10 появляется прямоугольный импульс, закрывающий схему 11 запрета на время, равное времени до момента прихода сигнала грома с расстояния г от места регистрации (Фиг. 2). Например, длительность этого импульса 42 с соответствует г = 14 км.На выходе блока 2 задержки появляется прямоугольный импульс, длительность которого устанавливается равной максимальной длительности исследуемых сигналов или их отдельных компонентов. В первом случае эта длительность может быть выбрана равной 1,5 с, а во втором случае 5 мс. Передним фронтом импульса с выхода блока 2 задержки нторой пиковый детектор 3 переводится в рабочее состояние и выделяет максимальную амплитуду исследуемого сигнала (или его первого компонента), последняя запоминается пиковым детекторол 4, После того, как импульс на выходе блока 2 закончится, второй пиковый детектор 3 возвращается в исходное состояние.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 одного и того же разряда. Если величина сигнала грома превышает порог срабатывания одновибратора 7, на выходе последнего появляется прямоугольный импульс, длительность которого устанавливается. максимальной продолжигелности грома и может быть выбрана равной 20 с. Передним фронтом этого импульса запускается формирователь 8 импульсов, вырабатывающий нормализующий импульс. Если раз ряд мол ни и прои зошел в пределах окружности радиуса К (фиг. 2), элемент И 9 в этот момент открыт и нормализующий импуль проходит на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 5.При этом на информационный вход модулятора 5 с выхода пикового детектора 4 поступает квазипостоянное напряжение, величина которого равна максимальному значеНию сигнала на его входе, Таким образом,на выходе модулятора 5 появляетсяимпульс с нормализованными парамет рами, амплитуда которого равнаамплитуде исследуемого сигнала. Этотимпульс рег;,стрируется в одном изканалов амплитудного анализатора б.При этом, если разряд молнии произошел за пределами окружности радиуса г (в пределах кольца шириной 10 (Н-г), элемент 11 запрета оказывается открытым и импульс с,нЫхода модулятора 5 регистрируется также дополнительным амплитудным анализатором 12.15 Задним фронтом импульса с выхода второго одновибратора 7 первыйодновибратор 1 вознращается в исход.ное состояние (если импульс на еговыходе еще.не закончился). Импульсс выхода одновибратора 1 своим задним фронтом переводит пиковый детектор 4 в исходное состояние, Устройство готово к регистрации следующего сигнала.Таким образом, если разряд молнии происходит за пределами окружности радиуса В (фиг. 2), в моментприхода сигнала грома (Формирования нормализующего импульса) элемент И 9 закрыт (так как импульс навыходе одновибратора 1 уже закончился) и, следовательно, этот разряд ни одним из анализаторов б и12 не регистрируется. Если разрядмолнии происходит в пределах окружности радиуса г, в момент приходасигнала грома элемент И 9 открыти такой разряд регистрируется анализатором б. При этом элемент 11запрета закрыт (так как импульс на 40 выходе одновибратора 10 еще не закончился) и анализатор 12 в рассматриваемом случае в работе неучаствует, И, наконец, если разрядпроисходит в пределах кольца шириной (Н-г) (Фиг. 2), в момент прихода сигнала грома импульса на выходе одновибратора 10 он уже закончился, а на выходе одновибратора 1 еще нет. Следовательно, элемент И 9 и схема 11 запрета при этом открыты и такой разряд регистрируется обоими анализаторами б и 12.По окончании процесса измерения анализатор б содержит распределение вероятностей, соответствующее разрядам в пределах круга радиусаН, а анализатор 12 - в пределахкольца шириной К-г (фиг. 2) .Предлагаемое изобретение обеспечивает существенное расширение60 Функциональных возможностей по сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, позноляя определять одновременно два распределения вероятностей, соответствующие разрядам молнии в двух1078445 Составитель Э. СечинаРедактор Н. Руднева ТехредЛ,Мйкеш Корректор О. Билак Заказ 965/43 Тираж б 99 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Б, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 территориальных зонах различнойформы (круговой и кольцевой). Если ширину кольца (В - г) выбратьмного меньше расстояния г до него,то можно считать, что измеренноераспределение вероятностей соответствует разрядам молнии, происходяшим на фиксированном расстоянии отместа регистрации, Получение такихраспределений представляет значительный интерес с точки зрения исследования грозовой деятельностии параметров молнии, а также разработки молниезащиты различных объектов .