I
Изобретение относится к специализированным средствам вычислитель ной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов, и может быть использовано, например, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний.
Известно устройство для определения экстремальных значений случайных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, преобразователь, коммутатор, ключи, триггер, регистр, блок сравнения , счетчики, элементы И, ИЛИ, триггер. экстремума 1.
Данное устройство не позволяет измерить распределение вероятностей амплитуд импульсных сигналов.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные датчик сигналов, дифференциатор, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор 2.
Такое устройство позволяет измерять распределение вероятностей всех амплитуд импульсных сигналов. Однако в ряде случаев возникает не10обходимость в измерении распределения вероятностей только максимальных амплитуд как одиночных, так и серий импульсов произвольной формы. В частности, такая ситуация имеет
15 место при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами отдельных молний. При этом распределение вероятностей амплитуд импульсных сигналов, полученное с помощью известного устройства, совпадает с распределением вероятностей их максимальных амплитуд только в том случае, если 3 эти сигналы представляютсобой оди номные импульсы с одним максимумом. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения распределения вероятноетей максимальных амплитуд одиночных или серий импульсов произвольной формы. Указанная це/1ь достигается тем, что в устройство для определения ра пределения BepOHTHOCTevi амплитуд им пульсних сигналов, содержащее датчик сигналов, амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом амплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого под ключен к выходу формирователя импул СОВ, введены одновибратор и пиковый детектор, информационный вход которого соединен с выходом датчика сиг налов и входом одновибратора, выход которого подключен к входу формиров теля импульсов, выход которого соед нен с входом установки в исходное состояние пикового детектора, выход которого подключен к информацион ному входу амплитудно-импульсного модулятора. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие при цип его работы. Устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов состоит из послед вательно соединенных датчика -1 сигналов, одновибратора 2, формирователя 3 импульсов, амплитудно-импульсного модулятора и амплитудного (многоканального) анализатора 5, а также пикового детектора 6, , включенного между датчиком 1 сигналов и амплитудно-импульсным модулятором 4. Устройство работает следующим об разом. Импульсный сигнал, представляющий собой одиночный импульс или се рию импульсов, с выхода датчика 1 сигналов поступает одновременно на входы пикового детектора 6 и одновибратора 2, который выполняет две функции - порогового устройства и расширителя импульсов. Когда амплитуда входного сигнала превышает заранее установленный уровень, на выходе одновибратора 2 появляется прямоугольный импульс, длительность 7 которого установлена заранее и равна максимальной длительности исследуемых сигналов. В частности, при ис следовании возмущений электромаг- нитного поля Земли, обусловленных разрядами отдельных молний, эта длительность может быть установлена равной 1,5 с. Задним фронтом импульса с выхода одновибратора 2 запус-кается формирователь 3 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс, поступающий на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора . При этом на основной вход амплитудно-импульсного модулятора с выхода пикового детектора 6 подается квазипостоянное напряжение, величина которого равна максимальной амплитуде сигр1ала на де пикового детектора 6. Таким образом, на выходе модулятора появляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда которого пропорциональна максимальной амплитуде исследуемого .импульсного сигнала. Этот импульс регистрируется в соответствующем канале многоканального амплитудного анализатора 5 в зависимости от величины амплитуды. Задним фронтом импульса, вырабатываемого формирователем 3 импульсов, пиковый детектор возвращается в исходное состояние. Дл этого может использоваться схема разряда (например ключ). Отсутствие импульса разряда приводит к тому, что вследствие значительного времени возвращения пикового детектора в исходное состояние анализ следующего сигнала может быть произведен только спустя определенный промежуток времени. Если временной интервал между сигналами меньше этого промежутка времени, остаточное напряжение на пиковом детекторе 6 может приводить, к искажению измеряемого распределения. Для пояснения принципа работы предлагаемого устройства на фиг. 2 приведены временные диаграммы, соответствующие его характерным точкам 7-11 . По окончании процесса измерения количество импульсов в каждом канале амплитудного анализатора 5 пропорционально измеряемому значению вероятности появления сигнала с соответствующей максимальной амплитудой. Число ординат полученной таким образом кривой распределения вероятностей равно числу каналов анализатора. Таким образом, введение пиковогб детектора и замена дифференциатора одновибратором дают возможность существенно расширить область применения серийно выпускаемых многоканальных амплитудных анализаторов, позволяя измерять распределение вероятностей максимальных амплитуд импульсных сигналов, которые могут представлять собой как одиночные, так и серии импульсов произвольной формы. Это, в свою очередь, дает возможность автоматизировать процесс измерения этого распределения, в частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молнийатмосфериков. Атмосферики в неявном виде содержат сведения о распределе НИИ электрических зарядов и их пространствённо-временном изменении при развитии молнии. Вследствие это го распределение вероятностей максимальных амплитуд атмосфериков отражает соответствующее распределение для токов молнии, которое пред ставляет значительный интерес для Практики молниезащиты. Формула изобретения Устройство для определения распределения вероятностей амплитуд им876пульсных сигналов, содержащее датчик сигналов, амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом амплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения распределения вероятностей максимальных амплитуд одиночных или серий импульсов произвольной формы, оно содержит одновибратор и пиковый детектор, информационный вход которого соединен с выходом датчика сигналов и входом одновибратора, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом установки в исходное состояние пикового детектора, выход которого подключен к информационному входу амплитудно-импульсного модулятора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 506868, кл. G Об F 15/36, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 356657, кл. G 06 G 7/52, 1972 (прототип).
ff
гг
фуг, f
../ S
п
te./
