Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61)Дополнительное к ает, свид-ву(22) Заявлено 27.01.81(21) 3240348/18-24 131) М.КП.З 6 06 С 7/52 с присоединением заявки Мо -Государственный Комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Научно-исследовательский институт высоких напря при Томском ордена Октябрьской Революции и орде Трудового Красного Энамени политехническом инстим;С.М.Кирова(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИИ ВЕРОЯТНОСТЕИ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССАИзобретение относится к специали-зированным средствам вычислительнойтехники, предназначенные для измерения статистических характеристикслучайных процессов.Известно устройство для измеренияраспределений вероятностей параметров молний определенного типа, ус-.тройство содержит. датчик сигналов,через пиковый детектор соединенныйс амплитудно-импульсным модулятором,соединенным смногоканальным амплитудным анализатором и с Формирователем импульсов (1,Наиболее близким техническим рещением к изобретению является уст"ройство для определения распределе"ния вероятностей максимальных ампли-.туд импульсных сигналове содержащее 20датчик сигналов, соединенный черезодновибратор и формирователь импуль"сов с модулятором .и со схемой разряда, выход которой подключен к одному входу пикового детектора, выходкоторого черезмодулятор соединен с 25амплитудным анализатором, а другойвход - с выходом датчика сигналов2.Недостатком этих устройств является то, что измеряемое распределение ЗО может быть искажено за счет регистрации сигналов, .генерируемых молниями несоответствующего типа, но болыаих по величине, Например, при регистрации наземных молний могут частично регистрироваться облачные молнии и наоборот.Белью изобретения является повышение точности измерения распределе" ний вероятностей параметров молний определенного типа за счет: улучшения ихселекции..Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения распределений вероятностейпараметров случайного процесса, содержащее датчик сигналов, выход которого соединен с входом первого одновибратора и с информационным входом первого пикового детектора, информационный .выход которого подключен к инФормационному входу амплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с входом амплитудного анализатора, содержит пороговый элемент, элемент И, второй одновнбратор, второй и третий пиковые детекторы, блок вычитания и первый и второй фильтры, входыкоторых объединены и подключены к выходу датчика сигналов, выходы фильтров через соответствующие второй .и третий пиковые детекторы подключены,соотэетстввнно к первому и вто" 1 рому входам блока вычитания, выход 5 которого через пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу фор мироватвля импульсов, второй вход элемента И объединен с входом включения первого пикового детектора и соединен с выходом первого одновибратора, управляющий выход первого пи-. кового детектора подключен к входам включения второго и третьего пиковых детекторов, при этом вход второго одновибратора подключен к выходу первого фильтра, а выход - соединен с третьим входом элемента И.На чертеже представлена структур- о ная схема устройства.Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса содержит последовательно соединенные датчик 1 сигналон, одновибратор 2, элемент И 3, формирователь 4 импульсов, амплитудно-импульсный модулятор 5 и (многоканальный) амплитудный анализатор Ь. Между датчиком 1 сигналов и одним из, входов элемента И 3 включены после- ЗО довательно соединенные фильт 7, пиковый детектор 8, блок 9 вычитания и пороговый элемент 10, Между датчиком 1 сигналон и одним из входов блока 9 вычитания включены послвдова тельно соединенные фильтр 11 и пиковый детектор 12. Между выходом филь" тра 11 и одним из входов элемента И 3 включен одновибратор 13. Между датчиком 1 сигналов и одним из входов 40 амплитудно-импульсного модулятора 5 включен пиковый детектор 14. Управляющие входы пиковых двтекторон 8 и 12 объединены .й соединены с выходом пикового детектора 14, вход которого 4 соединен с выходом однонибратора 2. Фильтр 11 настроенна максимум спектральной плотности электромагнитных сигналов, генерируемых молниями определенного типа, а фильт 7 - на максимум спектральной плотности сигналов, генерируемых молниями, от которых мы хотим отстроиться. Устрой, ство относит молнию к определенному типу, если величина сигнала на выходе фильтра 11 превышает ныбранный заранее пороговый уровень, а также больше величины сигнала на выходе фильтра 7 на выбранную заранее величину. Вследствие этого селекция определен- бО ного типа молний существенно улучшается.Исследуемый сигнал с выхода Датчика 1 сигналов поступает одноврв" менно на входы фильтров 7 и 11, од- б 5 новибратора 2 и пикового детектора 14, Когда величина сигнала превысит порог срабатывания одновибратора 2, на выходе последнего появляется пря" моугольный импульс, длительность которого равна максимальной длительности исследуемых сигналов и может быть установлена равной 1,5 с. Передним Фронтом этого импульса запускаются пиковый детекторы 8, 12 и 14 в рабочее состояние (н исходном состоянии пиковые детекторы зашунтиронаны).Если величина сигнала на выходе . фильтра 11 настроенного на максимум спектральндй плотности электромагнитных сигналов, генерируемых молниями определенного типа, превышает, порог срабатывания одновибратора 13, последний выдает разрешающий импульс на один из управляющих входов элемента И 3. Длительность этого импульса может быть выбрана равной длитель" ности импульса на выходе одновибратора 2.Сигналы с выходов Фильтров 7 и 11 поступают на входы пиковых детекторов 8 и 12, с помощью которых наибольшие амплитуды этих сигналов запоминаются до момента окончания времени, равного максимальной длительности исследуемых сигналов, Сигналы с выходов пиковых детекторов 8 и 12 подаются на блок 9 вычитания, Разностный сигнал с выхода последнего поступает на вход порогового элемента 10, в качестве которого использован триггер Шмитта. Если величина сигнала на выходе пикового детектора 12 больше величины сигнала на выходе пикового детектора 8 на величину, превышающую порог срабатывания порогового элемента 10, последний выдает разрешу" ющий импульс на второй управляющий вход элемента И 3.В этом случае задним фронтом Им- пульса с выхода одионибратора 2 за" пускается Формирователь 4 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс, поступающий на,управляющий вход амплитудно-импульсного модуля- . тора 5. При этом на информационный вход модулятора 5 подается квазипостоянное напряжение с выхода пикового детектора 14, величина которого равна максимальной амплитуде сигнала на нходе пикового. детектора 14.Таким образом, на выходе модулято-. ра 5 поянляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда кото" рого равна максимальной амплитуде исследуемого сигнала, Этот импульс н зависимости от вго амплитуды регистрируется в соответствующем канале амплитудного анализатора 6.После того, как однонибратор 2 нозвратится в исходнов состояние (импульс на вго выходе закончится), напряжвнив на выходе пикового детектора 14 начинает снижаться и при дос.тижении им определенного уровня пиковые детекторы 8, 12 и 14 воэвратятуя в исходное состояние,)Если величина сигнала на выходе фильтра 11 не превышает порога сраба тывания второго одновибратора или не превьзвает величины сигнала на выходе фильтра 7 на величину, достаточную для запуска порогового элемента 10, или то и другое вместе, элемент И 3не открывается. В этом случае формирователь 4 импульсов не запускается и, следовательно, сигнал, генерируеьий такой молнией, не регнстрируется анализатором 6.При исследовании электромагнитных сигналов, генерируемых главными разрядами наземных молний, полоса пропускания фильтра 11 может быть выбрана равной 5-10 кГц, а фильтра 7 - 25-50 кГц. При исследовании облачных молний - наоборот, полоса пропускания фильтра - 11-25-50 кГц, а фильтра - 7 - 5-10 кГц. Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить точность измерения раснределений вероятностей параметров молний определенного типа за счет существенного улучшения их селекции. Этими параметрами, прежде .всего, являются максимальные амплитуды электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, которые в неявном виде содержат сведения о распределении электрических зарядов и их пространственно-временном изменении при развитии разрядов молний. В связи с этим распределення их амплитуд отражают соответствующие распределения для токов молнии. Следовательно, предлагаемое устройство дает возможность получать также раапределвння .вероятностей амплитуд токов молнии. Распределение вероятностей парамет" ров молнии представляет значительный ,интерес с точки зрения молниезащиты. формула изобретенияУстройство для определения распре"делений вероятностей параметров случайного процесса, содержащее датчиксигналов, выход которого соединен свходом первого одновнбратора и с,информационным входом первого и второгопикового детектора, информацнонныйвыход которого подключен к информа цнонному входу амплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с входомамплитудного айализатора, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что., с цельповьааения точности, оно содержит по"роговый элемент, элемент И, второйодновибратор, второй и третий пико".,вые детекторы, блок вычитания и первый и второй фильтры, входы которых 20 объединены и подключены. к выходу датчика сигналов, выходы фильтров черезсоответствующие второй и третий пиковые детекторы .подключены соответственно к первому и второму входам бло ка вычитания, выход которогочерезпороговый элемент соединен с первымвходом элемента И, выход которогоподключен к входу формирователя импульсов, второй. вход элемента И объ единен с входом включения первогопикового детектора и соединен с выходом первого одновибратора, управляющий выход первого пикового детектораподключен к входам включения второго 35 и третьего пиковых детекторов, приэтом вход второго одновибратора подключен к выходу первого фильтра, авыход - соединен с третьим входомэлемента И,Источники иформациипринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2901563/24,кл. 0 06 С 7/52,. 1980.2 Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2860534/24,кл.о 06 0 7/52, 1979, (прототип),968826 Э.Сечинаель Корректор Л СоставителУс Техред М.Ге н Ре,цак ираж 731Государственнам изобретениосква, Ж,Заказ Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул, Проектна 177/78 ВНИИПИ по д 13035, Подписноео комитета СССРи открытийушская наб., д.4/5