Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНасТЕЙ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСОВ, содержащее первый пиковый детектор, первый и второй формирователи импульсов, датчик сигналов, выход которого подключен к входу одновибратбра и информационному входу второго пикового детектора, выход .которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсного модулятора , выход которого соединен с входом многоканального амплитудного анализатора, третий пиковый детектор , выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания, отлич.ающееся тем, что, с целью повышения точности, оно со .держит дополнительные первый и второй датчики сигналов, второй блок вычитания, третий формирователь импульсов , элемент ИЛИ и элемент запрета , которого соединен с управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора, выход одновибратора через первый формирователь импульсов соединен с сигнальным входомэлемента запрета и с управляющими входами пиковых детекторов, информационные входы первого и третьего i из которых соединены соответственно с выходами дополнительных пер (Л вого и второго датчиков сигналов, а выход первого пикового детектора под ключен к первому входу второго блока вычитания, вторые входы блоков вычитания объединены и подключены к выходу второго пикового детекторд, а выходы первого и второго блоков вычитания через второй и третий формирователи импульсов соответствен35 но подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляют . щим входом элемента запрета. :л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А.3(51) З 06 Я 7 52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ .К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3416096/18-24 (22) 23.03.82 (46) 15.01.84 ° Вюл. Р 2 (72) В.И.Потапкин и В.A.Ðàêîâ (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М.Кирова (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 356657, кл. G 06 G 7/52, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3404719/18-24, кл. G06 G 7/52, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД

ИМПУЛЬСОВ, содержащее первый пиковый детектор, первый и второй формирователи импульсов, датчик сигналов, выход которого подключен к входу одновибратОра и информационному входу второго пикового детектора, выход .которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсного мо- дулятора, выход которого соединен с входом многоканального амплитудного анализатора, третий пиковый детек:тор, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно со,держит дополнительные первый и второй датчики сигналов, второй блок вычитания, третий формирователь импульсов, элемент ИЛИ и элемент запрета, выход которого соединен с управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора,.выход одновибратора через первый формирователь импульсов соединен с сигнальным входом элемента запрета и с управляющими входами пиковых детекторов, информационные входы первого и третьего из которых соединены соответствен- ф но с выходами дополнительных первого и второго датчиков сигналов, а выход первого пикового детектора под ключен к первому входу второго. блока вычитания, вторые входы блоков вы«с .читания объединены и подключены к выходу второго пикового детектора, а выходы первого и второго блоков вычитания через второй и третий формирователи импульсов соответственно подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляю-. ,щим входом элемента запрета.

10á7514

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов, и может быть использовано при исследовании электромагнитного излучения разрядов мол нии.

Известно устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсов, которое содержит датчик 10 сигналов, амплитудно-импульсный модулятор, выход которого подключен к входу многоканального амплитудного анализатора, и цепочку, содержащую последовательно соединенные диффе- 15 ренциатор и формирователь импульсонр причем ныход датчика сигналов соеди нен с входом дифференциатора и с информационным входом амплитудно-им-. пульсного модулятора, управляющий jg вход которого подключен к выходу ф орм21ро в ателя импульсов 11) .

Такое устройство позволяет опреде32ять распределение вероятностей всех амплитуд импульсных сигналов произвольной формы. Однако при .исследовании электромагнитного излучения разрядон молнии требуется измерять распределение вероятностей только максимал: ных амплитуд таких, сигна- . ЗО лон.

I1kаI12более близким к предлагаемому является устройство, содержащее последователь но соединенные датчик с. 1II k15Jto23, первый одновибратор, эле-. 35 мент И, первый формирователь импульсо- амплитудно-импульсный модулятор и м:1огоканальный амплитудный анализатор. Между датчиком сигналов и одним из входов элемента Й включены последовательно соединенные второй фильтр, третий пиковый детектор, блок вычитания и пороговый элемент. Между датчиком сигналов и одним из входов блока вычитания включены последовательно соединенные первый фильтр и первый пиковый детектор. Между выходом первого фильтра и одним -из входов элемента И включен второй однонибратор. Между . датчиком сигналов и информационным входам амплитудно-импульсного модулятора включен второй пиковый детектор. Управляющие входы первого и третьего пиковых детекторон соединены с управляющим выходом второго пикового детектора, управляющий вход .:которого соединен с выходом первого одновибратора. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные дополнительный пороговый эле- 60 мент, второй формирователь импульсов,, дополнительный амплитудно-импульсный модулятор и дополнительный многоканальный амплитудный анализатор. .Вход дополнительного порогового эле- 65 мента подключен к выходу блока нычитания. Информационный вход дополнительного амплитудно-импульсного модулятора соединен с информационным выхоцом второго пикового детектора С22.

Такое устройство наряду с импульсами электромагнитного излучения разрядов молнии регистрирует импульсы электромагнитного излучения негрозового происхождения, источники которых находятся вблизи места регистрации (местные электромагнитные помехи) . Это приводит к искажению измеряемого распределения, В то же время известно, что по мере распространения от источника к точке приема амплитуды импульсов электромагнитного излучения изменя2отся обратно пропорционально расстоянию от источника. Известно также, что источники электромагнитного излучения грозового. происхождения находятся на расстояниях порядка десятков и более километров от месга регистрации, а*источники местных электромагнитных помех — в не22осредстненной близости от него.

Отсюда следует, что амплитуды импульсов электромагнитного излучения разряда молнии, принятые двумя антеннами, расположенными на некотором расстоянии друг от друга, практически одинаковы, а в случае местной электромагнитной помехи, как правило, .существенно различаются.

Цель. изобретения — повышение точности измерений за счет снижения влияния источников местных электромагнитных помех.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее первый пиковый детектор, первый и второй формирователи импульсов, датчик сигналов, выход которого подключен к входу однонибратора и информационному входу второго пикового детектора, выход которого подключен к информационному входу амплитудноимпульсного модулятора, выход которого соединен с входом многоканального амплитудного анализатора, третий пиковый детектор, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания, снабжено дополнительными первым и нторым датчиками сигналов, вторым блоком вычитания, третьим формирователем импульсов, элементом ИЛИ и элементом запрета, выход которого соединен с управляющим входом амплитудно-импульсного ,модулятора, выход одновибратора через первый формирователь импульсов соеди2 ,нен с сигнальным входом элемента за- прета и .с управляющими входами пиковых детекторов, информационные входы первого и третьего из которых соединены с выходами дополни1067514 тельных первого и второго датчиков сигналов соответственно, а выходы подключены соответственно к первым входам второго и первого блоков вычитания, вторые входы которых объединены и подключены к выходу второго пикового детектора, а выходы первого

;и второго блоков вычитания через вто рой и третий формирователи импульсов, соответственно подключены к входам

;элемента ИЛИ, выход которого соеди- 10 нен с управляющим входом элемента . запрета.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения распре.)5 делений вероятностей амплитуд импульсов содержит датчик 1 сигналов, выход которого соединен с входом одновибратора 2 и с информационным входом второго пикового детектора 3.

Выхрд одновибратора 2 подключен к входу первого формирователя 4 импулЬсов, выход которого соединен с сигнальным входом элемента 5 запрета и с управляющими входами первого 6

1 второго 3 и третьего 7 пиковых де-. текторов. Информационные входы пиковых детекторов б и 7 подключены к выходам дополнительных первого 8 и второго 9 датчиков сигналов соответственно, а выходы соединены с первыми входами соответственно второго .10. и первого 11 блоков вычитания, вторые входы .которых объединены между собой и с информационным входом амплитудно-импульсного модулято- 35 ра 12 и подключены к выходу пикового детектора 3. Выходы блоков 10 и 11 вычитания соединены с входами соот-. ветственно третьего 13 и второго 14 формирователей импульсов, выходы 40 которых подключены к входам элемента ИЛИ 15. Выход амплитудно-импульсного модулятора 12 соединен с входом многоканального амплитудного анализатора 16, а управляющий вход — 45 с выходом элемента 5 запрета, управляющий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 15.

Устройство работает следующим 50 образам.

При исследовании электромагнитного излучения разрядов молнии датчики сигналов представляют собой антенны. Электромагнитный сигнал принимается .антеннами 1, 8 и 9, причем с антен55 ны 1 сигнал поступает одновременно на вход одновибратора 2 и рнформационный вход пикового детектора 3, а с антенн 8 и 9 †. на информационные входы пиковых детекторов 6 и 7 60 соответственно. Когда величина сигнала на вхрде одновибратора 2 превысит заданный пороговый уровень, на его выходе появляется прямоугольный импульс, длительность которого равна наибольшей длительности разряда молнии.

Если сигнал имеет грозовое происхождение, амплитуды сигналов на входах пиковых детекторов 3, б и 7 практически одинаковы. Следовательно, разностные сигналы на выходах блоков 10 и ll вычитания близки.к нулю..При.этом ни один из формирователей 13 и 14 импульсов не запускается, импульс на выходе элемента ИЛИ 15 отсутствует и элемент запрета открыт.

Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 2 запускается формирователь 4 импульсов, который выдает нормализующий импульс на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 12. При этом на информационный вход модулятора

12 с выхода пикового детектора.3.. поступает квазипостоянное напряжение, величина которого равна максимальной амплитуде сигнала на его входе. Таким образом, на выходе модулятора 12 появляется нормализованный импульс, амплитуда которого равна максимальной амплитуде сигнала с антенны 1. Этот импульс регистрируется в соответствующем канале многоканального.амплитудного анализатора 16.

Если антенны 1, 8 и 9 воспринимают местную электромагнитную помеху, амплитуда сигнала на входе одного из пиковых детекторов б или

7 существенно отличается от амплитуды сигнала на входе пикового детектора 3. Это приводит к тому, что разностный сигнал на выходе соответствующего блока вычитания (10 или 11) превышает уровень запуска соответствующего формировате ля импульсов (13 или 14), Импульс с выхода, последнего через элемент

ИЛИ 15 воздействует на управляющий вход элемента 5 запрета и закрывает его. В этом случае нормализующий импульс с выхода формирователя 4 импульсов на управляющий вход моду-, лятора 12 не проходит. и, следовательно, такой сигнал (помеха) анализатором 16 не регистрируется. ", Задним фронтом импульса с выхода формирователя 4 импульсов пиковые детекторы 3, б и 7 переводятся B исходное состояние. Устройство готово к анализу следующего сигнала.

Дополнительные антенны 8 и 9 сле" дует устанавливать на радиальных направлениях на источники местных электромагнитных помех из точки установки антенны 1.

Изобретение позволяет существенно повысить точность измерений по сравнению с базовым объектом (прототипом). Это достигается за счет

1067514

Составитель Э.Сечина

Редактор Л.Алексеенко Техред A.Ач Корректор О.Билак

Заказ 112llj53 Хираж 703 Подписное

BE?HHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 снижения влияния на результаты измерения электромагнитных помех, источники которых расположены вблизи места регистрации. Измеряемые распределения отражают соответствующие распределения для токов молнии, необходимые для молниезащиты различных объектов.