SU922805A1

SU922805A1 - Устройство для определения распределения вероятностей максимальных амплитуд , импульсных сигналов 1

Info

Publication number: SU922805A1
Application number: SU802901563A
Authority: SU
Inventors: Vladimir A Rakov
Original assignee: Nii Vysokikh Napryazh Pri
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1980-03-28
Publication date: 1982-04-23

Description

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

Известно устройство для измерения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содер-’ жащее последовательно соединенные датчик сигналов, дифференциатор, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и многоканальный амплитудный анализатор, причем основной вход амплитудноимпульсного модулятора соединен с датчиком сигналов. Такое устройство позволяет измерять распределение вероятностей всех амплитуд импульсных сигналов [Ί).

2

Однако в ряде случаев возникает необходимость в измерении распреде-х ления вероятностей только максимальных амплитудных сигналов, которые представляют собой одиночные или

* серии импульсов произвольной формы.

Наиболее близким к предлагаемому · является устройство, содержащее последовательно соединенные датчик .сигналов, блок задержки, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор и блок обработки, например многоканальный амплитудный анализатор, а также пиковый детек¹³ тор, включенный между датчиком сигналов и амплитудно-импульсным модулятором, и блок разряда, вход которой соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с пиковым детектором [2].

Однако если исследуемые сигналы

состоят из нескольких компонентов,

каждый из которых представляет со3

бой одиночный или серию импульсов произвольной формы, которые возникают в случайные моменты времени, то известное устройство не может зафиксировать требуемый импульс, так как является жестко синхронизованным. Снятие синхронизации приводит к уменьшению точности за счет фиксации не соответствующих компонентов сигнала при числе возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний, которые, как правило, многокомпонентны, значительный интерес представляет распределение вероятностей максимальных амплитуд только первых компонентов многокомпонентных сигналов, причем каждый компонент может представлять собой одиночный или серию импульсов произвольной формы.

Цель изобретения - повышение точности устройства при анализе распределения вероятностей максимальных амплитуд только первых компонентов, представляющих собой одиночные или серии импульсов произвольной формы, многокомпонентных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения распределения вероятностей максимальных амплитуд импульсных сигналов, содержащее многоканальный амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом амплитудного импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу пикового детектора, а второй - соединен с выходом формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу блока задержки, первый вход пикового детектора соединен с выходом блока формирования импульса разряда, вход которого объединен с входом блока задержки, второй вход пикового детектора подключен к выходу датчика сигналов, введен блок формирования импульсов запуска, вход которого соединен с выходом датчика сигналов, а выход соединен с входом блока задержки.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, по) ясняющие принцип его работы на примере двухкомпонентного сигнала, характерного для возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами отдельных молний.

922805 4

Устройство состоит из последовательно соединенных датчика 1 сигналов, блока 2 формирования импульса запуска, блока 3 задержки, фор₅ мирователя 4 импульсов, амплитудноимпульсного модулятора 5 и многоканального амплитудного анализатора 6, а также пикового детектора 7, включенного между датчиком 1 сигна,0 лов'и амплитудно-импульсным модулятором 5. Кроме того, устройство снабжено блоком.8 формирования импульса разряда, включенным между выходом блока 2 запуска и пиковым де15 тектором 7.

Импульсный сигнал (фиг.2, диаграм ма 9) , состоящий из нескольких компонентов, каждый из которых может представлять собой одиночный или се₂₀ рию импульсов произвольной формы, с выхода датчика 1 сигналов поступает одновременно на входы пикового детектора 7 и блока 2, в качестве которого может быть использован од₂₅ новибратор. Когда величина входного сигнала превысит выбранный заранее пороговый уровень, на выходе блока запуска появляется прямоугольный импульс 10, длительность которого устанавливается равной полной длительности многокомпонентного сигнала. При исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний, эта длительность может быть принята рав³⁵ ной 1,5 с. Передним фронтом импульса с выхода блока 2 запуска запускается блок 3 задержки, в качестве которого может быть также использован одновибратор. На выходе блока 3 40

задержки появляется прямоугольный импульс 11, длительность которых устанавливается равной длительности первого компонента исследуемого многоканального сигнала. При исследова⁴⁵ нии возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молний, эта длительность может быть выбрана равной 5 мс. Задним фронтом импульса с выхода блока 3 задержки ⁵⁰ запускается формирователь 4 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс 12, поступающий на управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора 5. При этом на основ55 ной вход амплитудно-импульсного модулятора 5с выхода пикового детектора 7 подается постоянное напряжение (фиг.2, диаграмма 13), величина ко5 922805

6

торого равна максимальной амплитуде сигнала на входе пикового детектора. Таким образом, на выходе модулятора появляется импульс 14 с нормализованными параметрами, амплитуда которого пропорциональная максимальной амплитуде первого компонента исследуемого многокомпонентного сигнала. Этот импульс регистрируется в соответствующем канале многоканального амплитудного анализатора 6 в зависимости от величины амплитуды. Задним фронтом импульса с выхода блока 2 запускается блок 8 формирования импульса разряда пикового детектора 7, возвращающий последний в исходное состояние.

По окончании процесса измерения количество импульсов в каждом канале многоканального амплитудного анализатора пропорционально измеряемому значению вероятности появления сигнала с соответствующей максимальной амплитудой первого компонента. Число ординат, полученной таким образом кривой распределения вероятностей, равной числу каналов анализатора (например, при использовании анализатора АИ-256-6 число ординат кривой распределения может устанавливаться равным 256 или 128).

Таким образом, введение блока запуска и подключение к его выходу схемы разряда пикового детектора обеспечивает дальнейшее расширение области применения серийно выпускаемых многоканальных амплитудных анализаторов, позволяя измерять распределение вероятностей максимальных амплитуд только первых компонентов многокомпонентных сигналов, причем каждый компонент может представлять собой одиночный или серию импульсов произвольной формы. Зто дает возможность автоматизировать процесс измерения этого распределения, в частности, при исследовании возмущений электромагнитного поля Земли, обусловленных разрядами молнии. Сигналы, генерируемые молниями, в неявном виде содержат сведения о распределении зарядов и их простран5 ственно-временном изменении при развитии молний. Вследствие этого распределение вероятностей максимальных амплитуд первых компонентов этих сигналов отражает соответствую♦0 щее распределение для токов молний, которое представляет значительный интерес с точки зрения молниезащиты объектов народного хозяйства.

Claims

Формула изобретения

Устройство для определения распределения вероятностей максималь20 ных амплитуд импульсных сигналов, содержащее многоканальный . амплитудный анализатор, вход которого соединен с выходом амплитудного импульс, ного модулятора, первый вход которо25 *го подключен к выходу пикового детектора, а второй - соединен с выходом формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу блока задержки, первый вход пикового де30 тектора соединен с выходом блока формирования импульса разряда, вход которого объединен с входом блока задержки, второй вход пикового детектрра подключен к выходу датчика

₃₅ сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введен блок формирования импульсов запуска, вход которого соединен с выходом датчика

40 сигналов, а выход соединен с входом блока задержки.