(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ (ШРБДЕЛЕНИЯ РАСПРЕдаЛЕНИЙ ВЕЮЯТНОСТЕЙ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайных процессов, и люжет быть . использовано исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний. Известно устройство дая определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее последовательно соедине ные блок задержки, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор, а также пиковый детектор, выход которого подключен к одному из входов амплитудно-импульсного модулятора, один из входов соединен с выходом формирователя импульсов, а другой объе динен с входом блока задержки и является входом устройства 1. Такое устройство позволяет определять распределения вероятностей максимальных амплитуд сигналов в целом или всех Их компо нентов. Однако при исследовании электромагнитных сигналов, генерируемых ьюлннямн. наряду с наганными распределениями значительный интерес представляют распредепения вероятности максимальных амплитуд только компонентов зггах сигналов. Наиболее &1нзким к предлагаемому является устройство, содержащее поспедоватепыю соеданенные одновнбратор, блок задержки, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный моауляюр и многоканальный амплитудный анализат, а также пнковый детектор, выход которого подключен к одному, яз входов амплитудно-импульсного модулятора, одни из входов соедитн с одновибратора, а другой объединен с входом последнего н является входст устройства {2. Указанное устройство регистрирует те сигналы, амплитуды которых превьппают порог срабатьтання одновибратора. Прк этом вероятность регистрации злектромагнитных сигналов, генерируемых более удаленными разрядями молний, уменьшается,так как амплитуды сигналов затухают по мере.-расфространеиня от источника до места регистрации. Это приводит к тому, что на малых расстояниях от места
регистрации регистрируются практически все разряды, а на больших - только наиболее интенсивные, что, в свою очередь, ведет к искаже1шю измеряемого распределения амплитуд злектромагнитных сигналов, генерируемых этими разрядами.
Устранение указанного недостатка может быть достигнуто за счет обеспечения определенности радиуса действия устройства, В пределах этого радиуса должны регистрироваться практически все разряды, а за его пределами регистрацни не должно быть... Для решения зтой з:адачи могут быть использованы сигналы грома, так как интервал времени между моментами прихода к месту регистрации электромагнитного сигнала от разряда и сигнала грома однозначно определяет дальность до разряда. Цель изобретения - повь1шение точности измерений за счет регистрации электромагнитных сигнапов от разрядов в пределах определенного радиуса. Указанная цель достигается тем, что устройство для определения распределений вероятноетей амплитуд, импульсных сигналов, содержащее формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор, выход которого соединен с . входом амплитудного анализатора, а первый вход - с выходом первого пикового детектора управляющий вход которого объединен с входо блока задержки и подключен к выходу первого одновибратора, первый вход которого является первы}1 входом устройства, содержит второй . пиковый детектор, второй одновибратор и элег менты И, выход которого подключен к вторО му вхоДу амплитудно-импульсного модулятора, первый вход - к выходу первого одновибратора, второй вход которого объединен с входом формирователя импульсов и подключен к выходу второго одновибратора, вход которого является вторым входом устройства, выход формирователя импульсов соединен со вторым входом элемента И, при этом выход блока задержки подключен к первому входу второго пикового детектора, выход которого соединен со вторым входом первого пикового детектора, а второй вход второго пикового детектора является первым входом устройства. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов содержит последовательно соединенные первый одновибратор 1, блок 2 задержки, второй пиковый детектор 3, первый пиковый детектор 4, амплитудно-импульсный модулятор 5 и многоканальный амплитудный анализатор 6, К одному из входов амплитудно-импульсного модулятора 5 подключена цепочка, содержащая последовательно соединеннъш второй одновибратор 7, формирователь 8 импульсов и элемент И 9, Один из входов первого одновибратора 1 соединен с выходом второго одновибратора 7, вход которого является вторым входом устройства. Выход первого одновибратора 1 соединен с одним из входов элемента И 9 и одним из входов первого пикового детектора 4. Один из входов второго пикового детектора 3 объединен с одним из входов первого одновибратора 1 и является первым входом устройства, Устройство работает следующим образом. Электромагнитный сигнал, генерируемый разрядом молнии, поступает на первый вход , устройства и подается одновременно на информационный вход второго пикового детектора 3 и на один из входов первого одновибратора 1, Когда величина этого сигнала превышает выбранный заранее пороговый уровень, на выхоД первого одновибратора I появляется прямоугольный импульс, длительность которого определяет радиус действия устройства. Например, длительность этого импульса 30 с соответствует радиусу действия 10 км. Передним фронтом импульса с выхода первого одновибратора 1 запускается бпок 2 задержки, в качестве которого может быть использован одновибратор, На выходе блока 2 задержки появляется пря моутольный импульс, длительность которого устанавливается равной длительности первого компонента электромагнитных сигналов, генерируемых разрядами молний, и может быть выбрша равной 5 мс. Передним фронтом этого импульса второй пиковый детектор 3 переводится в рабочее состояние. После того, как импульс на выходе блока 2 задержки закончился, второй пиковый детектор 3 возвращается в исходное состояние. При этом первый пиковый детектор 4 запоминает максимальную амплитуду первого компонента исследуемого сигнала. Импульс с выхода первого одновибратора 1 поступает также на один из входов элемента И 9 и открьшает его на время, равное времени распространения до места регистрации сигнала грома от разряда на удалении, равном радиусу действия устройства. Сигнал грома поступает на второй вход устройства и подается на вход второго одновибратора 7, который служит для исключения многократного запуска формирователя 8 импульсов сигналом грома одного и того же разряда. Если величина сигнала грома превосходит порог срабатывания второго одновибратора 7, на выходе последнего появляется прямоугольный импульс, длительность которого устанавливается равной максимальной продолжительности грома и может быть выбрана равной 20 с. Передним фронтом этого импульса
запускается формирователь 8 импульсов, вырвбатываюший нормализующий импульс.
Если разряд молнии происходит в пределах радиуса действия устройства, алемент И 9 в этот момеит открыт и нормализующий импульс S проходит иа управляющий вход амплитудиоимпульсиого модулятора 5. При этом иа ийформациоиный вход модулятора 5 с выхода первого пикового детектора 4 поступает квазипостоянное напряжение, величина которого Ю равна максимальной амплитуде пертого компонента исследуемого электромагнитного сигнала. JaKHM образом, иа выходе модулятора 5 появляется импульс с нормализованными параметрами, амплитуда которого равна этой макси- 15 мальной амплитуде. Импульс с выхода модулятора 5. регистрируется в одном из каналов анализатора 6 в зависимости от амплитуды.
Задним фрсштом импульса с выхода второго одновибратора 7 первый одновибратор 1 возвра; Jo щается в исходное состояние (если импульс на его выходе еще не закончился). Импульс с выхода первого одновибратора 1 своим задним фронтом переводит первый пиковый детектор 4 в исходное состояние. Устройство готово к ре- 25 гистртцкн следующего разряда.
Если ртзряд происходит за пределами радиуса действия устройства, сигнал грома пртходит спустя время, превьпиающее длительность разрещающего импульса на одном из входов эле- эо мента И 9. При зтом в момеит появления юрмализующего импульса И 9 оказывается закрытым. Нормализующий импульс с выхода формирователя 8 импульсов иа управляющий вход модулятора 5 ие проходит и, следо- ,, вательно, такой разряд регистрироваться ие будет.
По окончании процесса измерения количесство импульсов в каждом канале анализатора 6 будет пропорционально измеряемому зиачешно о частоты появления электромагнитного сигнала с соответствующей максимальной амплитудой первого компонента.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения распре- . делений вероятностей максимальных амплитуд компонентов электромагнитных сигналов, генерируемых молниями, за счет регистрации разрядов в пределах определенного радиуса. Электромагнитные сигналы, генерируемые молниями, содержат сведеиия о распределении зарядов и их п юстранственно-временном нэмеиении при развитии молнии. Вследствие этого распределение вероятностей максимальных амплитуд этих сигналов отражает соответствующее распределение для токов молнии, которое представляет зиафтельиый интерес с тоЧки зрения молниезаиоггы.
Формула изобретения
Устройство для определения распределений вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее фо| 1нрователь импульсов, амплитудао-импульсный модулятор, выход которого соеданен с входом амплитудного анализатора, а первый вход - с выходом первого пикового детектора, управлянмций вход которого обьединен с входом блока задержки и подключен к выходу nejMBoro одновибратора, первый вход которого является первым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит второй пиковый детектор, второй одновибратор и элемен И, выход которого подключен к второму входу амплитудю-импульсного :мЬдулятора, первый вход - к выходу первого одновибратора, второй вход которого обьедииен с входом формирователя импульсов и подключен к выходу второго одновибратора, вход которого является вторым входом устройства, выход формирователя икшульсов соединен со вторым входом элемента И, при этом выход блока задержки подключен к первому входу второго пикового детектора, выход которого соединен со вторым входом первого пикового детектора, а второй вход второго пикового детектора является первым входом устройства.
Источники информации,
пртшятые во внимание пул экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2860534/18-24, кл. G 06 G 7/52, 1979.
2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2901563/18-24, кл, G 06 G 7/52, 1980 (прототип).
