Устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов Советский патент 1985 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов, и может быть использовано, например, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молнии.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет получения распределений вероятностей амплитуд отдельно первых и последующих компонентов многокомпонентных импульсных сигналов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов содержит первый 1 и второй 2 амплитудно-импульсные модуляторы, выходы которых подключены к входам соответственного первого 3 и второго 4 многоканаль ных амплитудных анализаторов, информационные входы объединены и соединены с выходом пикового детектора 5, а управляющие, входы объединены с соответствующими входами элемента ИЛИ б и подключены к выходам первого 7 и второго 8 формирователей импульсов соответственно.

Выход элемента ИЛИ 6 соединен с управляющим входом пикового детектора 5, информационный вход которого объединен с входами первого 9 и третьего 10 одновибратор.ов и является входом устройства. К выходу первого одновибратора 9 подключен вход второгоодновибратора 11, выход которого соединен с входом первого формирователя 7 импульсов и с одним из входов элемента 12 запрета. Другой вход последнего подключен к выходу третьего одновибратора 10, а выход - к входу второго формирователя 8 импульсов.

ИсследуемЕ)1Й многокомпонентный сигнал поступает одновременно на входы пикового детектора 5, первого 9 и третьего 10 одновибраторов. Когда величина сигнала превысит заданный пороговый уровень, на выходе одновибраторов 9 и 10 появляются прямоугольные импульсы. Длительность импульса на выходе одновибратора 9 выбирается равной наибольщей полной длительности исследуемых многокомнонентных сигналов (но не более минимального интервала между ними). В частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обуслов.ленных разрядами молнии, эта длительность может быть принята равной 1,5 с. Длительность импульса на выходе одновибратора 10 устанавливается равной максимальной длительности одного компонента исследуемых многокомпонентных сигналов (но не более минимального интервала между компонентами). При исследовании электромагнитных сигналов, генерируемых молниями.

5та длительность может быть принята равной 5 мс. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 9 запускается одновибратор 11. На его выходе появляется прямоугольный импульс, длительность которого выбирается несколько больщей длительности импульса на выходе одновибратора 10. Этот импульс закрывает элемент 12 запрета на время, несколько большее максимальной длительности одного (первого)компонента исследумого сигнала. При этом запуска формирователя 8 импульсов (который запускается задним фронтом импульса с выхода одновибратора 10) не происходит и,следовательно, первый компонент многоканальным амплитудным анализатором 4 не регистрируется.

Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 11 запускается формирователь 7 импульсов. Последний вырабатывает нормализующий импульс, который поступает на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 1. При этом на информационный вход модулятора 1 с выхода пикового детектора 5 подается квазипостоянное напряжение, величина которого равна

максимальной амплитуде сигнала на входе пикового детектора.

Таким образом, на выходе модулятора 1 появляется импульс с нормализованными неинформативными параметра.ми, амплитуда которого пропорциональна макси.мальной

0 амплитуде первого компонента исследуемого многокомпонентного сигнала. Этот импульс регистрируется в соответствующем канале многоканального амплитудного анализатора 3. Задним фронтом импульса с выхода формирователя 7 импульсов через элемент ИЛИ 6 пиковый детектор 5 возвращается в исходное состояние. После того, как импульс на выходе одновибратора 11 закончится, элемент 12 запрета открывается и импульсы с выхода одновибратора 10 (соответствующие последующим компонентам) бу дут запускать своим задним фронтом формирователь 8 импульсов. Дальнейшая работа устройства аналогична работе при регистрации первого компонента за исключением того, что вместо блоков 1,3 и 7 задействованы блоки 2, 4 и 8 соответственно. До момента окончания импульса на выходе одновибратора 9 одновибратор 11 больше не запускается и, следовательно, анализатором 3 последующие компоненты не регистрируются По окончании процесса измерения анализа° тор 3 содержит распределение вероятностей максимальных амплитуд первых, а анализатор 4 последующих компонентов исследуе.мых многокомпонентных сигналов.

Распределения амплитуд электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, отражают соответствующие распределения параметров молнии, необходимые для расчетов молниезащиты различных объектов. При

311919244

этом распределения для первых и последую- токов для последующих компонентов приших компонентов существенно различаются, мерно в 2 раза меньше, чем для первых, в частности медианное значение амплитуд при практически одинаковых дисперсиях.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее цепочку последовательно соединенных первого и второго одновибраторов и первого формирователя импуль сов, выход которого подключен к управляющему входу первого амплитудно-импульсного модулятора, выход которого соединен с входом первого многоканального амплитудного анализатора, а информационный вход подключен к выходу пикового детектора, информационный вход которого объединен с ВХОДОМ первого одновибратора и является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения распределения вероятностей амплитуд отдельно первых и последующих компонентов многокомпонентных импульсных сигналов, оно содержит элемент ИЛИ, второй амплитудно-импульсный модулятор и второй многоканальный амплитудный анализатор, второй формирователь импульсов, элемент запрета и третий одиовибратор, вход которого объединен с информационным входом пикового детектора, а подключен к первому входу элемента запрета, вйход которого через второй форми рователь импульсов подключен к управляющему входу второго амплитудно-импульсного модулятора и к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляю(Л щим входом пикового детектора, а второй вход подключен к выходу первого формис рователя импульсов, вход которого объединен с вторым входом элемента запрета, при этом информационный вход второго ампли- 2 тудно-импульсного модулятора подключен к выходу пикового детектора, а выход соединен с входом второго многоканального амплитудного анализатора. ;) со ьо 4;iik