Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсов Советский патент 1984 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к специали зированным средствам вычислительной техники, щэедназначенным для измерения стат 1стических характеристик случайных процессов, и может быть использовано при исследовании элект ромагнитного и-злучения разрядов MOJT иии. . Известно устройство для определе ния распределений вероятностей ампл туд импульсов,котороесодержит датчик сигналов, амплитудно-импульсный мод лятор, выход которого подключен к входу многоканального амплитудного анализатора, и цепочку, содержащую последовательно соединенные дифференциатор и формирователь импульсов причем выход датчика сигналов соеди нен с входом дифференциатора и с информационным входом амплитудно-им пульсного модулятора, управляняций вкод icoToporo подключен к выходу формирователя импульсов 1 . - Такое устройство позволяет оп- / ределять распределение, вероятностей всех амплитуд импульсных сигналов произвольной формы. Однако при -иссле доваиии электромагнитного излучения разрядов молнии требуется измерять распределение вероятностей только максимальных амплитуд таких, сигна- . лов. ... Пгяиболее .близким -к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные датчик сигналов, первый одновибратор, элемент И, первый формирователь импульсон, .амплитудно-импульсный мод лятор и многоканальный амплитудный анализатор. Между датчиком сигналов иодним из входов элемента И вклю- . чены 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 одновибратор. Между. датчиком сигналов и информационным входом -амплитудно-импульсного модулятора включен второй пиковый детектор. Управляющие входы первого и третьего пиковых детекторов соединены с управляющим выходом второго пикового детектора, управляющий вход которого соединен с выходом первого одновибратора. Кроме того, устройст во содержит последовательно соединенные дополнительный пороговый элемент, второй формирователь импульсов дополнительный амплитудно-импульсный модулятор и дополнительный много канальный амплитудный анализатор. .Вход дополнительного порогового элемента подключен к выходу блока вычитания. Информационный вход дополнительного амплитудно-импульсного модулятора соединен с информационным выходом второго пикового детектора С2. Такое устройство наряду с импульсами электромагнитного излучения разрядов молнии регистрирует импульсы электромагнитного излучения негрозового происхождения, источники которых нахрдятся 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 изменя;отся обратно пропорционально расстоянию от источника. Известно также, что ИСТОЧНИКИ электромагнитного излучения грозового-происхождения находятся на расстояниях порядка десятков и более километров от места регистргщии, а-источники местных электромагнитных помех - в непосредственной 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 электромагнитньос помех. Указанная цель достигается тем, что устройство, 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 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 вторым 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 соеди- нен с сигнальным входом элемента запрета и .с управляющими входами пиковых детекторов, информационные входы первого и третьего из которых соединены с выходами дополнительных 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 второг пикового детектора, а выходы первог ;и второго блоков вычитания через вт рой и третий формирователи -импульсо соответственно подключены к входам ;элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляклцим входом элемента . запрета. На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого устройства . Устройство для определения распр делений вероятностей амплитуд импульсов содержит датчик 1 сигналов выход которого соединен с входом одновибратора 2 и с информационным входом второго пикового детектора 3 одновибратора 2 подключен к входу первого формирователя 4 импулЬсов, выход которого соединен с сигнальным входом элемента 5 запрет и с управляющими входами первого 6 второго 3 и третьего 7 пиковых дет. текторов. Информационные входы пико вых детекторов б и 7 подключены к выходамдополнительных первого 8 и второго 9 датчиков сигналов соот ветственно, а выходы соединены с пе выми входами соответственно второго 10. и первого 11 блоков вычитания, вторые входы .которых объединен между собой и с информационным входом амплитудно-импульсного модулято ра 12 и подключены к выходу пиковог детектора 3. Выходы блоков 10 и 11 вычитания соединены с входами соответственно третьего 13 и втор)го 14 формирователей импульсов, ВБЛСОДЫ которых подключены к входам элемента ИЛИ 15. Выход амплитудно-импульсного модулятора 12 соединен с входом многоканального амплитудного анализатора 16, а управлякяций вход с выходом элемента 5 запрета, управляющий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 15. Устройство работает следующим образом. ; При исследовании электромагнитно го излучения разрядов молнии датчик сигналов представляют собой антенны Электромагнитный сигнал принимается /антеннами 1, 8 и 9, причем с антенны 1 сигнал поступает одновременно на вход одновибратора 2 и нфopмaционный вход пикового детектора 3, а с антенн 8 и 9 -. на информационные входы пиковых детекторов б и 7 соответственно.. Когда величина сигнала на вхрде одновибратора 2 превысит заданный пороговый уровень, на его выходе появляется прямоугольный щлпулъс, 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 11 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 г1мплитуде 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 ка.нале многоканального, амплитудного анализатора 16. Если антенны 1, 8 и 9 воспринимают местную электромагнитную помеху, амплитуда сигнала на входе одного из пиковых детекторов 6 или 7 сутцественно 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 формирователя импульсов (1.3 или 14) .. Импульс с выхода, последнего через элемент или 15 воздействует управляющий вход элемента 5 запрета и закрывает. его. В этом случае нормализующий импульс Q 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 имп-ульсов пиковые детекторы 3, 6 и 7 переводятся в исходное состояние. Устройство готово к анализу следующего сигнала. Дополнительные антенны 8 и 9 следует 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

снижения влияния на результаты нз- мерения электромагнитных помех, источники которых расположены вблизи места регистрации. Измеряемые

распределения отражают соответствующие распределения для токов молнии, , необходимые для молниезащиты различных объектов.

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