Устройство для определения распределений вероятностей параметров импульсных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1504 С 06 С 7/5 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН динен с управляющим и второго допалнител тектаров, а также с тельного одновибрат выходу одновибратор вход первого дополни входами первого ьных пиковых девходам дополнира и подключен кИнформационный ательскии инжений при Томкой Революциирасного Знамениитуте им.С.М,Кительного пиков го детектора соединен с выхо тьего д .палнительнога пикового детектора, управляющий вход когораго подключен к выходу дополнительного триггера, а инФормационный вход объединен с информационным входом второгодопалнитЕльнага пикового детектораи с входом устройства. Выход дополнительного адновибратора соединен свходом дополнительного формирователяимпульсов, выход которого подключенк управляющему входу дополнительногоамплитудно-импульсного модулятора.Выход последнего соединен с входомдополнительного амплитудного анализатора, а инфармационньп вход подключен к выходу блока деления, первыйи второй входы которого соединены с тельство ССС С 7/52, 1983 ходами соатветствен перв второ детекто двух ра симальн оответствуюисследуемых сигналов и щих по времени их мгнов ний, в свою очередь, по матизировать процесс из ванных распределений (н исследовании возмущений нитного поля Земли, обу разрядами молний), 1 ил енных эначеэволяет авто мерения назапример при электрамагсловл енных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-исследоститут высоких напрском ордена Октябрьи ордена Трудовогополитехническом инсрова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислитель-,ной техники, предназначенным для измерения статистических характеристикслучайных процессов, и является дальнейшим усовершенствованием изобретения по а,с. 9 1111183. Изобретениепозволяет дополнительно определитьраспределение-вероятностей относительных мгновенных значений импульсных сигналов, соответствующих максимальной крутизне их переднего фронта.Схема устройства дополнительно содержит блок деления, дополнительныйблок дифференцирования, вхоц которого подключен к выходу ключа, а выходчерез дополнительный пороговый элемент к первому входу дополнительноготриггера, второй вход которого объеополнительных пиковых дев. Получение одновременноределений вероятностей: ма крутизн переднего фронтар жИзобретение относится к спет,иализираванным средствам вьгяислительной техники, предназначенным для измере-.ния статистических характеристик случайных процессов, и может быть использовано, например, при исслецовании возмущений электромагнитного паля Земли, обусловленных разрядами молниЙ.Цель изобретения - расширение 1 О функциональных возможностей устройства за счет определения распределений вероятностей относительных мгновенных значений импульсных сигналов, соответствующих максимальной крутиз. - 15 не их переднего фронта.На чертеже изображена структурная схема устройства.Устройства для определения распре 2 О делений вероятностей параметров импульсных сигналов содержит последовательно соединенные блок 1 дифференцирования, вход которого является входом устройства, первый пиковый детектар 2, второй пиковый детектор 3, амплитудно-импульсный модулятор 4 и амплитудный анализатор 5. К выходу блока 1 подключен вход аднавибратора 6 а также цепочка, содержащая3 последовательно соединенные ключ 7,. пороговый элемент 8 и формирователь 9 импульсов,. выход которого соединен с управляющими входами Второго пикового детектора 3 и амплитудно в и пульсцаго модулятора,4. К уцравля 1 още- З 5 му вхоцу ключа 7 подсоединен выход триггера 10, ,один из входов которого подключе 11 к БыхОду Одцогвиорс 1 тара 6а другой обт.единен с управляющим входом первого пикового детектора 2 и соединен с выходом порогового элемента 8. Выход гключа 7 соединен с входом дополцительцога блока 11 Дифференцирования, выход которого через дспал - нительный пор 01.0 вый элемент 12 подключен к первому ус".а 11 авач 11 ому вхату дополнительнсга триггера 13, Второй установочный вход триггера .13 обьегц 1- нен с управляющими входами первого 1 А и второго 15 дополнительных пиковых 5 Гдетекторов, а также с входам дополнительного одновибратора 16 и подключен к выходу одновибратора 6, Ин.- формационный вход Первого дспопцительного пикового детектора 14 сое-. динен с выходом третьего дагполнительного пикового детектора 17, управляющий вход которого подключен к выхо 267 2д" Дополнительного триггера 13, а 11 цфдрмацИОННЫй ВХОД обвьвдицсц С ИН- фармацианньпл входом, второго дополнительного П 1 ц(онаго детектора 15 и с ВКОДам устроис 1 Ва, Выха" ДОНО 11 нцтельОццовибратара 16 соединен Входом допалцительного формирователя 18 импульсов, выход которого подклю 11 ен ";( управляющему Входу д 011 рл 11 ительного амплитудна-импульсного модулятора 19. Выход паспеднега соединен с входом дополнительного амг;литудцаго анализатора 20, а информациа 11 ный вход подключен к выхоцу блока 21 деления, первый и В горой входы которого соединены с выхддами ссотг,етствецно первого 1 ц и второго 15 дополни.Впьиь 1 х пиковых детектОРОВУс.ройства работает следующим образам.Исследуемый сигнал ностуцае: на ИВ 1 фОРМаЦИОННЫс: ВХОДЫ ПИКОВЫХ,ЦЕТЕК торов 15 и 17, а также на вхоц блока 1 дифференцирования, напряжение на выходе которого пропорционально евер вой праиэв 011 нОЙ (крутизне) это го сигнал 11, Триггеры 10 и 13 собраны по схеме с раздельць 1 м зацус:(ом и автомаш 1 ческой устанОБкОЙ В нулевое сОс таяние при Включении устройства, Сигналом с выхода триггера 10 управляется к 111 оч 7, который В исходном состоянии открыт, Таким образом, сигнал с Выхода блока 1 подается на информацианньгй вход г.иковога детектора 2 ;1 а ВхД эдцавибратора 6, а также на Входы порогового элемента 8 и дбпольп 1 тельного бт 1 ока 11 дифференцирования, напряженке ца Выходе которого прап 011 циоцальна второй производной исследуе 1 магО сигнала и прахОдит че рез нулевое значение в тот момент, когда напряжение ца выходе блэка 1 (крутизна переднего фронта исследуемого с 11 гнала) проходит через максимм. Сигнал с выхода блока 11 падаетсц а Вход дополнительного порогового элемента 12. В качестве пороговых элементов 8 и 12 могут быть использованы триггеры.Нмитта.Когда мгновенное значение гигнала;яа выхопе блоке.Диффер енцираванияпр евь 1( ит заданный пор Огавь 1 Й уровеньца Вьгхаде Однавибратара 6 появится:(отараго равна максимальной длитсць 1241267ности исследуемых сигналов, а на выходе порогового элемента 8 - прямоугольный импульс, длительность которого соответствует времени да первого максимума сигнала на входе устройства. Последнее связано с тем, что напряжение сигнала на выходе блока 1 проходит через нулевое значение в тот момент, когда напряжение сигнала на его входе проходит через мак симум, 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 исследуе мого сигнала. После этого информация о максимальной крутизне переднего Фронта исследуемого сигнала хранится во втором пиковом детекторе 3. Перед-, ним Фронтом импульса с выхода одно в 20 вибратора 6 запускается однавибратор 16, на выходе которого появляется прямоугольный импульс, Длительность этого импульса выбирается равной максимальной длительности первого кампо нента исследуемых сигналов. Когда напряжение на выходе блока 11 перейдет через нулевое значение (станет отри-цательным), что соответствует достижению крутизной переднего Франта сиг- зо нала максимального значения, и превысит заданный пороговый уровень, на выходе дополнительного порогового элемента 12 появляется прямоугольный .импульс. Передним Фронтом этого им 35 пульса триггер 13 опрокидывается в единичное состаякие. Сигналом с вы - хода триггера 13 разряжается и шунтируется третий дополнительный пиковый детектор 17, который успел заря 40 диться до мгновенного значения сигнала на его входе, соответствующего максимальной крутизне переднего Фронта первого компонента исследуемого сигнала. После этого информация об интересующем нас мгновенном значении сигнала хранится в первом дополнительном пиковом детекторе 14.Задним фронтом импульса с выхода порогового элемента 8 запускается 50оФормирователь 9 импульсов, триггер 10 опрокидывается в единичное состояние, и сигнал с выхода триггера 10 закрывает ключ 7. Последнее обеспечивает анализ крутизны исследуемо го сигнала только в течение времени до первого максимума этого сигнала.Формирователь 9 импульсов вырабатывает нормализующий импульс, который поступает на управляющий вход амплитудна-импульсного модулятора 4, При этом на информационный вход модулятора 4 с выхода второго пикового детектора 3 падается квазипостоянноенапряжение, величина которого равна первой амплитуде сигнала на выходе блока 1 диФФеренцирования. Таким образом, на выходе модулятора 4 появляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда которого пропорциональнамаксимальной крутизне переднега фронта первого компонента исследуемого сигнала, Этот импульс регистрируется в соответствующем канале анализатора 5. Задним Франтом импульса с выхода Формирователя,9 импульсов второй пиковый детектор 3 возвращается в исходное состояние (разряжается),На первый вход блока 21 деления с выхода пикового детектора 14 подается квазипостоянное напряжение, величина которого равна мгновенному значению сигнала на входе устройства, соответствующему максимальной крутизне переднего Фронта ега первого компонента. При этом на второй вход блока 21 деления с выхода пикового детектора 15 поступает квазипостоянное напряжение, величина которога равна максимальной амплитуде первого компонента сигнала на входе устройства, Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 16 запускается Формирователь 18 импульсов и из напряжения с выхода блока 21 деления, величина которого равна мгновенному значению исследуемого сигнала в момент максимума крутизны переднего Франта его первого компонента, отнесенному к максимальной амплитуде последнего, вырезается импульс с нормализованными параметраьи, регистрируемый анализатором 20. Задним фронтом импульса с выхода одновибратара 6 разряжаются пиковые детекторы .14 и 15, а триггеры 1 О и 3 опрокидываются в нулевое состояние, что приводит к открыванию ключа 7 и третьего дополнительного пикового детектора 17. Устройство гатова к анализу следующего сигнала.По окончании процесса измерения анализатор 5 содержит распределение вероятностей максимальных крутизн.переднего фронта первых компонентов исследуемых сигналов, а анализатор 20 - распределение вероятностей их относительных мгновенных значеннй, соответствующих этим максимальным крутизнам.Крутизна переднего фронта сигнала, генерируемая молниями на расстоянии свьппе примерно 10 км отражает соответствующую крутизну импульсов тока молнии, а мгновенное значение этих сигналов в пределах переднего фронта - соответствующее мгновенное значение импульсов тока молнии, Последствия поражения молнией Опоры или громозащитного троса линии электропередачи в значительной степени опрецеляются сочетанием кру-, тизны и соответствующего мгновенного значения импульса тока молнии. Таврим образом, для прогнозирования этих последствий больное значение имеет правильный выбор указанных параметров. 2."Предварительные исследования показывают, что среднее мгновенное значение исследуемых сигналов, соответствующее максимальной крутизне переднего фронта их первых компонентов, о составляет около 0.,8 амплитудногона",ения Фс вм,гла из о бр е т ения35устройство для определения распределений вероятностей параметров импульсных сигналов по авт,св,11- 1111183 Отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения распрецепений вероятностей Относительных мгновенных значений импульсных сигналов, Оно содержит блок деления и дополнительные пороговый элемент, блок дифференцирования, одновибратор, триггер, формирователь импульсов, первый, второй и третий пиковые детекторы,амплитудный анализатор и амплитудно импульсный модулятор ВыхОд которого подключен к дополнительному амплитудному анализатору, информационный вход соединен с выходом блока деления, а управляющий вход под-, ключен к выходу дополнительного формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом дополнительного одновибратора, вход которого объединен с входами пуска. первого и второго дополнительных пиковых детекторов, и с первым установочным Входом дополнительного триггера и подключен к выходу одповибратора, выходы первого и второго дополнительных пиовы детекторов соединены соответственно с первым и вторым входами блока деления информационный вход первого дополнительного пикового детектора соединен с выходом третьего дополнительяого пикового детектора, вход пуска КОТОРОГО СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ ДОПОЛНИ- тельного триггера, а информационный вход объединен с информационным входсм второГО дополнительноГО пикОВОГО детектора и подключен к входу устройства, при этом вьход ключа через последовательно соединенные дополнительные блок дифференцирования и пороговый элемент подключен к второму установочному ьходу дополнительного триггера,.Копча т Заказ Зб 01/45 Тираж ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушс71 сно тета крыт ая н д, 4/ роизв венно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4