Устройство для определения распределения амплитуд импульсных сигналов Советский патент 1983 года по МПК G06G7/52 

0

Фиг.1 Изобретение относится к специализи рованным срецствам вычиспитегазной техники, прецназначенных для измерения статистических характеристик caiy- чайных процессов, и может быть исполь зовано, например, при исслецовании воз мущенкй электромагнитного поля Земли обусловленных разрядами молний. Известно устройство опя опрецея&ния распрецеления амплитуд импульсных сигналов, которое содержит послецовательно соециненные датчик сигналов, блок задержки, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор. Между датчиком сигналов и овн ним из входов амплитудно-импульсного модулятора включен пиковый детектор, один из входов которого соединен с выходом формирователя импульсов. Если исследуемые сигналы состоят из нескольких компонентов, такое уст ройство, позволяет определять рася1р&деление максимальных амплитуд сигналов в целом или всех их компоненте. В некоторых случаях (в частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний, число компонентов которых может достигать 2О и более) наряду с названными распределениями значительный интерес представляют распределения максимальных амшштуц компонентов с определенным номером (например, только первых, только вторых, тялько третьих и т.д.). При этом каждый компонент может прецставлять собой одиночный или серию импульсов произвольной формы Cl 1 Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее последовательно соединенные датчик сигналов, блок фор мирования импульсов, запуска, блок задержки, формирователь импульсов, амплитуцно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор, а также пиковый цетектор, включенный между датчиком сигналов и одним из входов амплитудно-импульсного модулятора. Кроме того, устройство снабжено блоком формирования импульса разряда, включенным между выходом блока формирования.импульсов запуска и одним из вхрцов пикового детектора 2. Недостатком известного устройства 5шляется то, что оно дает возможность получать распрецалние тсотько цля пррвых компонентов и не позволяет определять распределение оля какюь-члибо последуюошх компонентов (например, только для вторы;с). Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей известного устройства за счет получения распределения амплитуд любых компоне -. тов многокомпонентных импульсных сигналов. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения распределения амплитуд импульсных сигналов, содержащее блок задержки, блок формйровагшя импульсов, запуска, вход которого объединен с информационным входом пикового детектора и подключен к выходу датчика случайных сигналов, ,вь1хоп пикового детектора подключен, к информационному входу амшштудноимпульсното модулятора, выход которого соединен с входом амплитудного анализатора, а управляющей вход соединен с выхбдом формирователя импульсов, введены счетчик и элемент И, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, а первый вход элемента И, счетный вход счетчика и вход запуска пикового детектора объ&дйнены и подключены к выходу блока задержки, вход которого соединен с выходом датчика случайных сигналов, Bxod обнуления счетчика подключен к выходу блока формЗфовани;а импульсов запуска, а выход - к второму входу :элемента И. На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняюшие принцип его работы на примере трехкомпонентного сигнала в случае измерения распределения для вторых его компонентов (номера диагр амм на фиг. 2) совпадают с номерами соответсл-вующих им точек структурной схемы на фиг. 1). Устройство для определения распределения амплитуд импульсьпых сигналов содержит (фиг. 1) датчик 1 са айных сигналов, блок 2 формирования импульсов запуска, счетчик 3, элемент И 4, формйроватевгь 5 импульсов,- амплиту : но-импульсный модулятор б (многоканальный) амплитудный анализатор 7, К выходу датчика 1 подключен вход блока 8, одним из выходов элемента И 4 и входом пикового детектора 9. К одному из входов амплитудно-импульсиого модулятора 6 подключен выход njjкового детектора 6, один на входов кового цетектора 9, один иа входов которого соединен с выхоцом датчика 1 сигналов, а другой - с выходом блока-8 Точки 10-16 на фиг. 1 соответствую диаграммам на фиг, 2, Устройство работает следующим образом. Импульсный сигнал (диаграмма 10 на фиг, 2) с выхода датчика 1 поступает одновременно на входы блока 2 формирования импульсов запуска, блока 8 задержки и пикового детектора 9, Когда величина входного сигнала превысит выбранный заранее пороговый уро. вень, на выходах блоков 2 и 8, в качестве которых могут быть использо- ,ваны одновибраторы, появляются прямоугольные .импульсы 11 и 12 соответсзчвешю. Длительность импульса 11 уста навливается равной полной длительности иссяедуемого многокомпонентного сиг нала, а длительность каж&ого из импуль ров 12 - щтительности одного компоне та этого сигнала. Таким образом, количество импульсов 12 на выходе блока 8 задержки равно числу компонентов анализируемого сигнала (в рассматриваемом трем). При исследовании возмущений электромагнитного поля Зем ли, обусловленных разрядами молний, длительность импульса 11 может быть принята равной 1,5 с, а каждого из импульсов 12-5 мс. Передним фронтом каждого из импульсов 12 с выхода бло ка 8 задержки импульсом запуска запускается пиковый детектор 9 (в исход ном состоянии пиковый детектор зашунн тщ)ован). Импульсы 12 поступают также на счетный вход счетчика 3 и регистрируются им. При появлении на этом вхо де переднего фронта импульса с выхода блока 8, соответствующего второму компоненту, происходит регистрация его счетчиком 3 и на выходе поел едко го появляется сигнал 13, который воэдействует на один из входов элемента И 4, В этом случае задний фронт импульса с выхода блока 8, соответствующего второму компоненту, проходит через элемент И 4 и запускает формирователь 5 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс 14, поступающий на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 6, При этом на основной вход модулятора 6 с выхода пикового детектора 9 подает ся квазипостоянное напряжение (дкаг рамма 14 на фиг. 2), величина которого равна максимальной амплитуде компонента (в рассматриваемом случае второго) анализируемого сигнала, Таким образом, на выходе модулятора 6. появляется нормализованный импульс 16 с амплитудой, рншной величине напряжения на выходе детектора 9, Этот импульс регистрируется в соответствующем канале многоканального амплитудного анализатора 7 в зависимости от его амплитуды. Импульс с выхода блока 8 задержки, соответствующий третьему компоненту, также регистрируется счетчиком .3, В результате этого сигнал 13 на выхо. .де счетчика 3 заканчивается и элемент И .4 оказывается закрытым. Следовательно, задние фронты импульсов 12, соответст вующих любым компонентам, кроме .второго, не могут привести к запуску формирователя 5 импульсов. Задним фронтом импульса 11 счетчик 3 возвращаете ся в исходное положение (обнуляется), Таким образом, с помощью предлага мого устройства повхучено распределение максимальных амплитуд только вторых кга«1понентов многокомпонентных импульо ных сигналов. По окончании процесса измерения количество импульсов в каждом канале многоканального амшштудного анализатора 7 пропорционально вероятности появления сигнала с соответствующей максимальной амплитудной интересующего нас компонента Число ординат полученной таким образом кривой раопределения равно Числу каналов акали- . затора 7, Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает существенное расши рение функциональных возможностей известного устройства, позволяя измерять распределения максимальных амплитуд любых компонентов многокомпонентных импульсных сигналов, Зто, в свою очередь, дает возможность автоматизировать процесс измерения этих распределений в частности при исследовании возмущений электромагню ного поля Земли, обусх;овленных разрядами молний. Распределения максимальных амплитуд отдельных компониггов электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, отражают соответ - ствуюшие распределения для токов молнии, которые представляют значительный интерес с точки зрения молнии защиты.

А

Ю

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕД ЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее бпок задержки, блок формирования им. запуска, вход кото(Юго обьесв ней с информационным входом пиково ;го детектора и подключен к выходу aai -JTTWT чика случайных сигналов, выход пико« вого детектора подключен к 1шформа1шонному входу амшштудно-1Шпульсного модулятора, выход которого соединен с входом амхшитудного; анализатсфа, а управляющий вход соединен с выходом формирователя импу1Шсов, о т л И ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расши-реш1я функциональньгх возможностей за счет получения распределения. апмп№ туд шобых компонентов многокомпоненггных импульсных сигналов, оно соде1 дат счетчик и И, выход (го соединен с входом формирователя ям1 льсовг а первый вход элемента И, счетный вход счетчика и вход запуска пикового детектора объединены и поокшочены к выходу блока задержки, вход которого соешгаен с выходом датчика случайных сигналов, вход обнуления счетчика подключен к выходу блока формирования импульсов запуска, а выход к второму входу элемента И. 13Л - / -; . №h

/J

АЛ./

f5

0we.Z

.