Интерполятор

 

ИНТЕРПОЛЯТОР, содержащий блок задержки, вход которого является входом интерполятора, генератор синхроимпульсов, выход которого сое-, динен с первым входом сумматора по модулю два и с синхронизирующим входом блока задержки, основной выход котррого соединен с информационным входом блока аналоговой интерполяции , и ключ, о.тличающийс я тем, что, с целью повышения точности интерполяции при наличии однократных пропусков входных отсчетов, содержит алгебраический сумматор, входы которого соединены с соответствующими дополнительными выходами блока задержки, число которых на единицу превьпиает степень интерполирующего полинома, выход алгебраического сумматора через ключ соединен с информационным входом блока аналоговой интерполяции, основной выход блока задержки соединен с вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с управляющим входом ключа, a выход генератора (Л синхроимпульсов соединен с синхронизирующим входом блока аналоговой интерполяции.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

В

РЕСПУБЛИК (l9fj (Н) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-- . "

И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfAO (21) 3438595/18-24 (22) 17.05.82 .(46) 23.08.83. Бюл. Ю 31 (72) В.Е. Борзых (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9.596969, кл. G 06 С 7/30, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

У 885975, кл. G 06 G 7/30, 1980 (прототип). (54)(57) ИНТЕРПОЛЯТОР, содержащий блок задержки, вход которого является входом интерполятора, генератор синхроимпульсов, выход которого сое-. динен с первым входом сумматора по модулю два и с синхронизирующим входом блока задержки, основной выход котррог0 соединен с информацион3(5() а 06 G 7/30;

/ с / ным входом блока аналоговой интерполяции, и ключ, о .т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыаения точности интерполяции при наличии однократных пропусков входных отсчетов, содержит алгебраический сумматор, входы которого соединены с соответствующими дополнительными выходами блока задержки, число которых на единицу превышает степень интерполирующего полинома, выход алгебраического сумматора через ключ соединен с информационным входом блока аналоговой интерполяции, основной выход блока задержки соединен с вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с управляющими входом ключа, а выход генератора сннхроимпульсов соединен с синхронизирующим входом блока аналоговой интерполяции.

1037286

Иэобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-зовано .в различных радиотехнических, вычислительных и измерительных системах.

Известно устройство, которое восстанавливает функцию по отсчетам, следующим с заранее .неизвестным случайным периодом. Оно содержит синхронизатор и последовательно соединенные первое запоминающее устройст- 10 во, сумматор, ключ, второе запоминающее устройство и интегратор (11, Недостатком этого устройства яв" ляется недостаточно высокая точность, так- как оно реализует не интерполяционный, а экстраполяционный алгоритм восстановления функции между отсчетами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерполятор, который восстанавливает функцию по дискретным отсчетам, следующим с постоянным периодом, при наличии случайных однократных выпадений некоторых иэ отсчетов. Он

i содержи= устройство задержки, вход которого является входом интерполятора, сумматор по модулю два, синхронизатор, выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю два, первый ключ и блок аналоговой интерполяции, содержащий последовательно соединенные первое запоминающее устройство, алгебраический сумматор, второй ключ, второе запоминающее устройство и интегратор, выход которого соадинен с вторым входом алгебраического сумматора и является. выходом интерполятора, первый вход блока аналоговой интерполяции, соединен с выходом первого ключа и 4р с выходом устройства задержки (2).

Известное устройство реализует алгоритм линейной интерполяции, кото рая в ряде случаев имеет большую погрешность восстановления. 45

Кроме того, при обнаружении выпадения очередного отсчета происходит увеличение постоянной времени интегратора в два раза, В результате ошибка восстановления непрерывной функции на этом интервале увеличивается.

Таким образом устройство имеет низкую точность интерполяции °

Целью изобретения является повышение точности интерполяции при наличии однократных пропусков входных отсчетов.

Цель достигается тем, что интерполятор, содержащий блок задержки, вход которого является входом ин- 60 терполятора, генератор синхроимпульсов, выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю два и с синхронизирующим входом блока задержки, основной выход которого соединен с информационным входом блока аналоговой интерполяции, и ключ, содержит алгебраический сумматор, входы которого соединены с соответствующими дополнительными выходами блока задержки, число которых на единицу превышает степень интерполирующего полинома, выход алгебраического сумматора через ключ соединен с информационным входом блока аналоговой интерполяции, основной выход блока задержки соединен с вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с управляющим входом ключа, а выход генератора синхроимпульсов .соединен с синхрониэирующим входом блока аналоговой интерполяции.

На чертеже приведена функциональная схема интерполятора.

Интерполятор содержит генератор

1 синхроимпульсов, блок 2 задержки, алгебраический сумматор 3, сумматор

4 по модулю два, ключ 5, блок 6 аналоговой интерполяции.

Дополнительные выходы блока 2 задержки разбиты на две группы, кото рые содержат e n и М выходов. Соответственно в интерполяторе используются при выпадении отсчета и1л неискаженных отсчетов, предшествующих выпадению, и.м отсчетов, последующих за выпадением.

Амплитуда пропущенного отсчета рассчитывается в дискретные моменты времени алгебраическим сумматором по формуле интерполяционного многочлена степени Н yi 2, Общее число отс четов, используемых в расчетах, равно 1+ = М ((1)

Существует несколько вариантов выбора чисел (и и и удовлетворяющих соотношению (1), Однако наиболее высокая точность определения амплитуды выпавшего отсчета достигается, когда. и равно целой части от числа

Н+(Например, для Н= 3 целесообразно выбрать e„= e = 2. В этом случае для определения амплитуды выпавшего отсчета используется интерполяционный многочлен третьего порядка ) (<) = М + St + С-3 i )), (2) значения которого в дискретные моменты времени -2Т, -Т, Т и 2Т равны амплитудам неискаженных отсчетов

3 и 9 . Значение. амплитуды выпавшего отсчета находится из формулы (2) подстановкой т"- О, т.е о =Р.

Составим систему уравнений

-gA 1 +4ЬТ - 2tr +D = -, Я. АТ + 4 Ьт я с т + ) =

-Ат" + Ьт -С + >= )

AT + Ь ст+Ъ" З .

1037286 (3) Составитель Г. Осипов

Редактор Л. Гратилло Техред M.Te ep Корректор М, Демчик

Заказ 6013/52. Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и решив ее относительно неизвестно=

ro коэффициента D, получим

5 . Интерполятор работает следующим образом.

На вход интерполятора с.периодом

Т поступают отсчеты непрерывной функции (в дальнейшем рассматривается)() случай И = 3) .

В некоторых точках (например,. о ) отсчеты отсутствуют. При этом допускается, что происходят только одиночные выпадения. Блок 2 содержит )5 пять выходов. Последовательность отсчетов на первом выходе совпадает с последовательностью отсчетов, поданных на вход интерполятора. Йа . втором, третьем и четвертом, и пятом () выходах последовательности отсчетов задерживаются относительно входной последовательности соответственно на время Т, 2Т, ЗТ и 4Т. На выходе алгебраического сумматора 3 образуется: последовательность отсчетов, амплиту-ды которых рассчитываются по формуле (3) .

В момент 4 на выходе сумматора Ч по модулю два появляется импульс, свидетельствующий о наличии пропуска

3 отсчета. Этот импульс открывает ключ

5 и на. вход блока 6 подается отсчет сформированный на выходе алгебраического сумматора 3. Таким образом, выпавшие отсчеты заменены отсчетами, значения которых рассчитаны . методом кубической интерполяции.

Последовательность отсчетов преобра» зуется в блоке 6 в аналоговый сигнал.

Если непрерывная функция, отсчеты которой подаются на .вход интерполятора, на интервале интерполяции может быть представлена многочленом степени и, то всегда амплитуда выпавшего отсчета может быть восстановлена без погрешности. Параметры блока 6 аналоговой интерполяции в предложенном устройстве не изменяются во времени, поэтому в его качестве может быть использован интерполятор произвольного порядка, работающий с постоянным периодом.

Таким образом, технико-экономичес-. кий эффект обусловлен повышением точности восстановления исходной функции.