Устройство для определения распределений вероятностей параметров импульсных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИН 19) Я 12461 с 51) 4С 06 87/5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН МИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ лений вероятностей, причем одно из них соответствует всем, а другое - только максимальным крутизнам переднего фронта последующим компонентам многокомпонентных импульсных сигналов ( в частности, электромагнитных сигналов, генерируемых молниями). Для этого устройство содержит дополнительный амплитудно-импульсный модулятор, выход которого подключен к входу амплитудного анализатора, информационный вход модулятора соединен с выходом второго пикового детектора, а управляющий вход подключен к выходу доюлнительного формирователя импулье ов, вход которого через элемент запета соединен с выходом порогового стройства. Управляющий вход элемена запрета подключен к выходу первоо дополнительного одновибратора, ход которого объединен с дополнитель Б ым входом одновибратора и соединенвыходом второго дополнительного одовибратора, вход которого подключенвыходу блока дифферинцирования. 1 8311248)видетельство СССР06 :с 7/52, 1983. кл(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАС ПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ Р (57) Изобретение относится к области у специализированных средств вычисли- т тельной техники, предназначенных для г измерения статистических характерис- в тнк случайных процессов (в частности, н возмущений электромагнитного поляс Земли, обусловленных разрядами мол- н нии). Цель изобретения в , расширение к функциональных воэможностей за счет получения одновременно двух расйредеил аДопол ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(61) 11111 (21) 38254 (22) 11. 12 (46) 23.07 (71) Научи тут высокордена Октна Трудово техническо (72) В,А.Р (53) 681.3 (56) Автор У 1111183,.86. Бюл. В 27о-исследовательский инстиих напряжений при Томском ябрьской. Революции и ордего Красного Знамени поли" м институте им.С.М.Кирова аков112.46Изобретение относится к специализированным средствам вычислительнойтехники,предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов, н может быть использовано, например, при исследованиивозмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний,и является усовершенствованием известного устройства по авт.св,1 ОУ 1111183.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройстваза счет определения распределении вероятностей максимальных крутизн пеРеднего фронта последующих компонентов импульсных сигналов.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.20Устройство для опрецеления распределений вероятностей параметров импульсных сигналов содержит последовательно соединенные блок 1 дифференцирования, вход которого является входом устройства, первый пиковый детектор 2, второй пиковый детектор 3, амплитудно-импульсный модулятор 4 и амплитудный анализатор 5. К выходу блока 1 подключен вход одновибратора30 6, а также цепочка, содержащая последовательно соединенные ключ 7, пороговый элемент 8 формирователь 9 импульсов, выход которого соединен с управляющими входами второго пикового детектора 3 и амплитудно-импульсного модулятора 4. Ъ управляющему входу ключа 7 подсоединен выход триггера 10, один ив входов которого подключен к выходу одновибратора 6, а . другой объединен с управляющим входом 40 первого пикового детектора 2 и соединен с выходом порогового элемента 8. Кроме того, устройство содержит дополнительный амплитудно-импульсный модулятор 11, выход которого подключен к входу дополнительного амплитудного анализатора 12, инфомационный вход соединен с выходом второго пикового детектора 3, а управляющий вход подключен к вьходу допдлнительного 50 формирователя 13 импульсов, вход ко" торого подключен к выходу элемента 14, информационный вход которого сое" динен с выходом порогового элемента 8. Управляющий вход элемента 14 зап рета подключен к выходу первого дополнительного одновибратора 15, вход которого объединен с дополнительным 119входом одновибратора 6 и соединен с выходом второго дополнительного одновибратора 16, вход которого подключен к выходу блока дифференцирования 1.Устройство работает следующим образом.Исследуемый сигнал поступаег на вход блока 1 дифференцирования, напряжение на выходе которого пропорционально первой производной (крутизне) этого сигнала, Триггер 10 собран по схеме с раздельным запуском и автоматической установкой в нулевое состояние при включении устройства. Сигналом с выхода триггера 10 управляются ключ 7, который в исходном состоянии открыт, Таким образом, сигнал с выхода блока 1 подается на информационный вход первого пикового детектора 2, на входы одновибраторов 6 и 16, а также на вход порогового элемента 8. В качестве последнего может быть использован триггер Шмитта. Когда мгновенное значение сигнала на выходе блока 1 дифференцирования превысит заданный пороговый уровень, на выходах одновибраторов 6 и 16, а также на выходе порогового элемента 8 появляются прямоугольные импульсы. Длительность импульса на выходе одновибратора 16 равна максимальной полной длительности исследуемых сигналов (но не более минимального интервала времени между ними), Перед фронтом этого импульса запускается одно- вибратор 16. Длительность импульсов на выходах одновибраторов 6 и 15 выбирается равной максимальной длительгости одного компонента исследуемых сигналов (но не более минимального интервала между компонентами), а на выходе порогового элемента 8 соответствует времени до первого максимума сигнала на входе устройства. Последнее связано с тем, что напряжение сигнала на выходе блока 1 проходит через нулевое значение в тот момент,йкогда напряжение сигнала на его входе проходит через максимум; Импульс с выхода порогового элемента 8 поступает на управляющий вход первого пикового детектора 2 и переводит его в рабочее состояние на время до первого максимума исследуемого сигнала. После этого информация о максимальной крутизне перецнего фронта первого компонента исследуемого сигнала хранится12461 19 10 20 25 30 55 во втором пиковом детекторе 3. Задним Фронтом импульса с выхода порогового элемента 8 запускается формиро-. ватель 9 импульсов, триггер 10 опрокидывается в единичное состояние и сигнал с выхода триггера 10 закрывает ключ 7. Последнее обеспечивает анализ крутизны переднего фронта исследуемого сигнала только в течение времени до гервого максимума этого сигнала,Импульс с выхода одновибратора 15 закрывает элемент 14 запрета на время, равное максимальной длительности одного (первого) компонента исследуемого сигнала. Таким образом, запуск Формирователя 13 импульсов (который запускается задним Фронтом импульса с выхода порогового элемента 8) не происходит и, следовательно, максимальная крутизна переднего Фронта первого компонента анализатором 12 не регистрируется.Формирователь 9 импульсов вырабатывает нормализующий импульс, который поступает на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 4.При этом на информационный вход модулятора 4 с выхода второго пиковогодетектора 3 подается квазипостоянное напряжение, величина которого равнапервой амплитуде сигнала на выходеблока 1 дифференцирования. Таким образом, на выходе модулятора 4 появляется импульс с нормализированными не 35 информативными параметрами, амплитуда которого пропорциональна максимальной крутизне переднего фронта анализируемого (в рассматриваемом случае первого) компоНента исследуемого сигнала, Этот импульс регистрируется в соответствующем канале анализатора 5. Задним Фронтом импульса с выхода формирователя 9 импульсов :второй пиковь" детектор 3 воз,.ращается в исходное состояние. Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 6 триггер 10 опрокидывается в нулевое состояние, что приводит к открыванию ключа 7, Устройст во готово к анализу следующего ком. - . понента. По окончании импульса на выходе одновибратора 15 элемент 14 запрета открывается и импульсы с выхода порогового элемента 8 (соответствующие последующим компонентам) будутзапускать своим задним фронтом обаФормирователя 9 и 13 импульсов. Дальнейшая работа устройства анал- гична работе при регистрации максимальной крутизны переднего фронта первого компонента за исключением того, что наряду с блоками 9,4 и 5 задействованы аналогичные блоки 13, 11.и 12. Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 16 одновибратор 6 возвращается в исходное состояние (если импульс на его выходе к этому моменту еще не закончился). Устройство готова к анализу следующего сигнала.По окончании процесса измерения анализатор 5 содержит распределение вероятностей максимальных крутизн переднего Фронта всех, а анализатор 12 - только последующих компонентов исследуемых сигналов.Предлагаемое устройство может быть использовано при исследовании электромагнитных сигналов, генерируемых молниями. Крутизна переднего фронта этих сигналов при расстоянии до разряда свыше 10 км отражает соответствующую крутизну импульсов тока молнии, распределение которой необходимо для расчетов молниезащиты различных объек- тов. Нри этом для объектов большой высоты требуется распределение, соответствующее только последующим компонентам. Предварительные исследования показывают, что медианное максимальное значение крутизны переднего фронта для последующих компонентов примерно в 3 раза больше, чем для первых. Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность существенно расширить Функциональные возможности па сравнению с известным устройством, позволяя получать одновременно два распределения вероятностей, одно из которых соответствует всем, а другое - только последующим компонентам исследуемых сигналов. Это в свою очередь позволяет автоматизировать процесс измерения названных распределений (в частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молнии). Формула изобретенияУстройство для определения распределений вероятностей параметров импульсных сигналов по авт,св. У 1111183, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функуо1246 Составитель Э.Сечинаедактор В.Иванова Техред О.Гортвай Корректор А.Тяс каз 4003/43 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д.4/5 5нальных возможностей за счет определения вероятностей максимальных крутизн переднего фронта последующих импульсных сигналов, оно содержит первый и второй дополнительные одновибраторы, элемент запрета, дополнительный формирователь импульсов, дополнительный амплитудный анализатор и дополнительный амплитудно-импульсный модулятор, выход которого подключен 10 к входу дополнительного амплитудного анализатора, информационный вход соединен с выходом второго пикового детектора, а управляющий вход амплитудроизводственно-полиграфическо но-импульсного модулятора подключенк выходу дополнительного формирователя импульсов, вход которого соединенс выходом элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом порогового элемента, управляющий вхоц элемента запрета подключенк вьгоду первого дополнительного одновибратора, вход которого объединенс входом установки в исходное состояние одновибратора и соединен с выходом второго дополнительного одновибратора, вход которого подключен к выходу блока дифференцирования. тие г. Ужгород, ул, Проектна