Устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов

Союз СоветсинкСоцнапнстнчесиниРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 17. 12. 79 (21) 2860531/18-2 чс присоелинением заявки Мво делан изобретений н открытийОпубликовано 07.05. 82. Ьктллетень М 17 Дата опубликования описания 07. 05. 82(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСП РЕДЕЛЕНИЯВЕРОЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к специализированным средствам вычислитель ной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов, и может быть использовано, например, при исследо 5 вании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний.Известно устройство для опреде 10 ления экстремальных значений слу" чайных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, преобразователь, коммутатор, ключи, триггер регистр, блок сравнения , счетчики, элементы И, ИЛИ, триггер. экстремума 11.Данное устройство не позволяет измерить распределение вероятностей амплитуд импульсных сигналов.Наиболее близким техницеским решением к предлагаемому является устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные датчик сигналов, дифференциатор, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор 21.Такое устройство позволяет измерять распределение вероятностей всех амплитуд импульсных сигналов. Однако в ряде случаев возникает необходимость в измерении распределения вероятностей только максимальных амплитуд как одиночных, так и серий импульсов произвольной формы. В частности, такая ситуация имеет место при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами отдельных молний, Рри этом распределение вероятностей амплитуд импульсных сигналов полученное с помощью известного устройства, совпадает с распределением вероятностей их максимальных амплитуд только в том случае, еслиэти сигналы предст, вляютсобой одиночные импульсы с одним максимумом,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения распределения вероятностей максимальных амплитуд одиночных или серий импульсов произвольной формы.Указанная цель достигается тем, цто в устройство для определения рас- О пределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее датчик сигналов, амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом амплитудно-импульсного модуля З тора, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, введены одновибратор и пиковый детектор, информационный вход которого соединен с выходом датчика сиг- дналов и входом одновибратора, выходкоторого подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом установки в исходноесостояние пикового детектора, выход 25которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсногомодулятора,На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие принцип его работы,Устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов состоит из последовательно соединенных датчика 1 сигналов, одновибратора 2, Формирователя 3 импульсов, амплитудно-импульсного модулятора 4 и амплитудного многоканального) анализатора5, а также пикового детектора 6,включенного между датчиком 1 сигналов и амплитудно-импульсным модулятором 4. Устройство работает следующим образом.Импульсный сигнал, представляющий собои одиночный импульс или серию импульсов, с выхода датчика 1 сигналов поступает одновременно на О входы пикового детектора 6 и одновибратора 2, который выполняетдве функции - порогового устройства и расширителя импульсов, Когда амплитуда входного сигнала превышает 55 заранее установленный уровень, на выходе одновибратора 2 появляется прямоугольный импульс, длительность которого установлена заранее и равна максимальной длительности исследуемых сигналов, В частности, при исследовании возмущений электромаг-нитного поля Земли, обусловленныхразрядами отдельных молний, этадлительность может быть установленаравной 1,5 с, Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 2 запускается формирователь 3 импульсов,который вырабатывает нормализующийимпульс, поступающий на управляющий вход амплитудно-импульсногомодулятора 4, 1 ри этом на основнойвход амплитудно-импульсного модулятора 4 с выхода пикового детектора 6 подается квазипостоянное напряжение, величина которого равна максимальной амплитуде сигнала на входе пикового детектора 6. Таким образом, на выходе модулятора 4 появляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда которого пропорциональна максимальной амплитуде исследуемого, импульсного сигнала. Этотимпульс регистрируется в соответству"ющем канале многоканального амплитудного анализатора 5 в зависимости отвеличины амплитуды.Задним фронтом импульса, вырабатываемого Формирователем 3 импульсов, пиковый детектор возвращаетсяв исходное состояние.Для этого может использоватьсясхема разряда (например ключ). Отсутствие импульса разряда приводит ктому, что вследствие знацительноговремени возвращения пикового детектора в исходное состояние анализследующего сигнала может быть произведен только спустя определенный промежуток времени. Если временной интервал между сигналами меньшеэтого промежутка времени, остаточноенапряжение на пиковом детекторе 6может приводить к искажению измеряемого распределения,Для пояснения принципа работы предлагаемого устройства на фиг. 2 приведены временные диаграммы, соответствующие его характерным точкам-11По окончании процесса измеренияколичество импульсов в каждом канале амплитудного анализатора 5 пропорционально измеряемому знацениювероятности появления сигнала с соответствующей максимальной амплитудой.Число ординат полученной таким об5разом кривой распределения вероятностей равно числу каналов анализатора,Таким образом, введение пиковогодетектора и замена дифференциатораодновибратором дают возможность существенно расширить область применения серийно выпускаемых многоканальных амплитудных анализаторов,позволяя измерять распределение вероятностей максимальных амплитудимпульсных сигналов, которые могутпредставлять собой как одиночные,так и серии импульсов произвольнойформы. Это, в свою очередь, даетвозможность автоматизировать процесс измерения этого распределения,в частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молнийатмосфериков. Атмосферики в неявномвиде содержат сведения о распределении электрических зарядов и их пространственно"временном изменениипри развитии молнии. Вследствие этого распределение вероятностей максимальных амйлитуд атмосфериков отражает соответствующее распределение для токов молнии, которое представляет значительный интерес дляпрактики молниезащиты,Формула изобретенияУстройство для определения распределения вероятностей амплитуд им 926687пульсных сигналов, содержащее датчик сигналов, амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом амплитудно-импульсного модулятора, управляющиц вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функци"ональных возможностей за счет полу чения распределения вероятностеймаксимальных амплитуд одиночных илисерий импульсов произвольной формы,оно содержит одновибратор и пиковыйдетектор, информационный вход кото рого соединен с выходом датчика сигналов и входом одновибратора, выходкоторого подключен к входу формирователя импульсов, выход которогосоединен с входом установки в ис ходное состояние пикового детектора,выход которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсногомодулятора.25Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мф 506868, кл. 0 06 Г 15/36, 197"ЭО2. Авторское свидетельство СССРй 356657, кл. С 06 0 7/52, 1972 (прототип).926687 Составитель Э. Сечиедактор Н. Чубелко Техред М. Рейвес ректор Г Рештник Тираж 32 ПодписноеИМЛИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва-, Ж, Раушская наб., д. каз 2985/43 В