Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенные для измерения статистических характеристик случайных процессов.
Известно устройство для измерения распределений вероятностей параметров молний определенного типа. Устройство содер1жит датчик сигналов, через пиковый детектор соединенный с амплитудно-импульсным модуляторсм, соединенным смногоканальньои амплитудным анализатором и с формирователем импульсов 1 .
Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения распределения вероятностей максимальных амплй-г туд импульсных сигналов, содержадее датчик сигналов, соединенный через одновибратор и формирователь импульсов с модулятором и со схемой разряда, выход которой подключен к одному входу пикового детектора, выход которого через модулятор соединен с амплитудным ангшизатором, а другой вход - с выходом датчика сигналов 5.
Недостатком этих устройств является то, что измеряемое распределение
может быть искажено за счет регистрации сигналов, .генерируемых молниями несоответствующего типа, но больших по величине. Например, при регистрации наземных молний могут частично регистрироваться облачные молнии и наоборот.
Целью изобретения является -повышение точности измерения распределе10ний вероятностей параметров молний определенного типа за счет улучшения их селекщ и.
Поставленная цель достигается тем, -что. устройство для определения
15 распределений вероятностей параметров случайного процесса, содержащее датчик сигналов, выход которого соединен с входом первого одновибратора и с информационным входом пер20вого пикового детектора, информационный выход которого подключен к информационному входу г1мплитудно-импульсного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом
25 формирователя импульсов, а выход - с входом амплитудного анализатора, содержит пороговый элемент, элемент И, второй одновибратор, второй и третий пиковые детекторы, блок вычита30ния и первый и второй фильтры, входы которых объединены и подключены к выходу датчика сигнгшов, выходы фил тров через соответствующие второй и третий пиковые детекторы подключены, соответственно к первому и вто |рому входам блока вычитания, выход которого через пороговый элемент со единен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу фор мирователя импульсов, второй вход элемента И объединен с входом включения первого пикового детектора и соединен с выходом первого одновибра тора, управляющий выход первого пикового детектора подключен к входам включения второго и третьего пиковых детекторов, при этом вход второго одновибратора подключен к выходу пер вого фильтра, а выход - соединен с третьим входом элемента И, На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса содержит последовательно соединенные датчик 1 сигналов, одновибратор- 2, элемент ИЗ, формирователь 4 импульсов, амплитудно-импульсный модулятор 5 и (многок нальный) амплитудный ансшизатор Ь. Между датчиком 1 сигналов и одним из входов элемента И 3 включены последовательно соединенные фильт 7, пиковый детектор 8, блок 9 вычитания и пороговый элемент 10. Между датчиком 1 сигналов и одним из входов бло ка 9 вычитания включены последовательно соединенные фильтр 11 и пиковый детектор 12. Между выходом фильтра 11 и одним из входов элемента И 3 включен одновибратор 13. Между дат чиком 1 сигналов иодним из входов амплитудно-импульсного модулятора 5 включен пиковый детектор 14. Управляющие входы П11КОВЫХ детекторов 8 и 12 объединены й соединены с выходом пикового детектора 14, вход которого соединен с выходом одновибратора 2, Фильтр 11 настроенна максимум спектральной плотности электромагнитных сигналов, генерируемых молниями определенного типа, а фильт 7 - на максимум спектральной плотности сигналов, генерируемых молниями, от |Которых мы Хотим отстроиться. Устрой , ство относит молнию к определенному типу, если величина сигнала на.выходе фильтра 11 превышает выбранный за ранее пороговый уровень, а также бол ше величины сигнала на выходе фильтр 7 на выбранную заранее величину. Вследствие этого селекция определенкого типа молний существенно улучшается. Исследуемый сигнал с выхода Датчика 1 сигналов поступает одновременно на входы фильтров 7 и 11, одновибратора 2 и пикового детектора 14.. Когда величина сигнала превысит порог срабатывания одновибратора 2, на выходе последнего появляется прямоугольный импульс, длительность которого максимальной длительности исследуемых сигналов и может быть установлена равной 1,5 с. Передним ФРОНТОМ-этого импульса запускаются пиковые детекторы 8, 12 и 14 в рабочее состояние (в исходном состоянии пиковые детекторы зашунтированы). Если величина сигнгша на выходе . фильтра 11 настроенного на максимум спектргшьнйй плотности электромагнитных сигналов, генерируемых молниями определенного типа, превышает , порог срабатывания одновибратора 13, последний выдает разрешающий импульс на один из управляющих входов элемента И 3. Длительность этого импульса может быть выбрана равной длительности импульса на выходе одновибратора 2, Сигналы с выходов фильтров 7 и 11 поступают на входы пиковых детекторов 8 и 12, с помощью которых наибольшие амплитуды этих сигналов запоминаются до момента окончания времени, равного /1аксимальной длительности исследуемых сигналов Сигналы с выходов пиковых детекторов 8 и 12 подаются на блок 9 вычитания. Разностный сигнал с выхода последнего поступает на вход порогового элемента 10, в качестве которого использован триггер Шмитта. Если величина сигнала на выходе пикового детектора 12 больше величины сигнала на выходе пикового детектора 8 на величину, превышающую порог срабатывания порогового элемента 10,.последний выдает разрешующий импульс на второй управляющий вход элемента ИЗ. В этом случае задним фронтом им пульса с выхода одновибратора 2 Запускается формирователь 4 импульсов, который вырабатывает нормешизующий импульс, поступающий на.управляющий вход амплитудно-импульсного модуля- . тора 5. При этом на информационный вход модулятора 5 подается квазипостоянное напряжение с выхода пикового детектора 14, величина которого равна максимальной амплитуде сигнала на входе пикового детектора 14. Таким образом, на выходе модулято-. ра 5 появляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда ко.торого равна максимальной амплитуде исследуемого сигнала. Этот импульс в зависимости от его амплитуды регистрируется в соответствующем кангше амплитудного анашиэатора б. После того, как одновибратор 2 возвратится в исходное состояние (импульс на его выходе закончится), напряжение на выходе пикового детектора 14 начинает снижаться и при достижении им определенного уровня пи.ковые детекторы 8, 12 и 14 возвратят ся в исходное состояние.
)
Вели величина сигнала на выходе фильтра 11 не превышает порога сраба- тывания второго одновибратора или не превышает величины сигнала на выходе фильтра 7 на величину, достаточную для запуска порогового элемента 10, или то и другое вместе, элемент И 3 не открывается. В этом случав форми рователь 4 импульсов не запускается и, следовательно, сигнал, генерируемой такой молнией, не регистрируется анализатором б.
При исследовании электромагнитных сигналов, генерируемых главными разрядами наземных молний, полоса пропускания фильтра 11 может йлть выбрана равной 5-10 кГц, а фильтра 7 - 25-50 кГц, При исследовании облач|Ных молний - наоборот, полоса пропускания фильтра - 11-25-50 кГц а фильтра - 7 - 5-10 кГц.
Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить точность измерения распределений вероятностей параметров молний определенного типа за счет существенного улучшения их селекции. Ятими параметрами, прежде всего, являются максимальные амплитуды электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, которые в неявном виде содержат сведения о распределении электрических зарядов и их пространственно-временном изменении при развитии разрядов молний. В связи с этим распределения их амплитуд отражают соответствующие распределения для токов молнии. Следовательно, предлагаемое устройство дает возможность получать также распределения вероятностей амплитуд токов молнии. Распределение вероятностей параметров молнии представляет значительный интерес с точки зрения молниезащиты.
Формула изобретения
Устройство для определения распределений вероятностей параметров случайного процесса, содержащее датчик J сигналов, выход которого соединен с входом первого одновибратора и с. информационным входом первого и второго пикового детектора, информационный выход которого подключен к информад ционному входу амплитудно-импульсного модулятора, управляюошй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выхад - с входом амплитудного анализатора, от ли чающееся тем, что, с цельо
5 повышения точности, оно содержит по:рогЬвый элемент, элемент И, второй одновибратор, второй и третий пико вне детекторы, блок вычитания и первый и второй фильтры, входы которых 0 объединены и подключены, к выходу датчика сигналов, выходы фильтров через соответствующие второй и третий пикрвые детекторы .подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, второй вход элемента И объединен с входом включения первого
пикового детектора и соединен с выходом первого одновибратора, управляющий выход первого пикового детектора подключен к входам включения второго 5 и третьего пиковых детекторов, при этом вход второго одновибратора подключен к выходу первого фильтра, а выход - соединен с третьим входом элемента И. - Источники иформации,
принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2901563/24, кл. G 06 G 7/52, 1980. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2860534/24, кл.б 06 G 7/52, 1979, (прототип).
