Параболический интерполятор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Заа Сî 730

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3525790/18-24 (22) 20.12.82 (46) 30.01.84. Бюл. Р 4 (72) В.Е.Борзых и Б.И.Левкоев (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 681.33(088.8) (56) 1. "Kybernetika", 6/1970, Р 1, s. 20-36) fig. 10.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3367975/18-24, кл. G 06 0 7/30, 1981 (прототип) . (54) (57)" ПАРАБОЛИЧЕСКИЙ .ИНТЕРПОЛЯ1ОР, содержащий три блока выборки-хранения и три интегр тора, причем вход интерполятора через первый блок выборки-хранения соединен с первыми входами первого и второго интеграто„.80„;,10Я 73 A ров, выход первого интегратора соединен с вторым входом второго интегра,тора, выход .которого, являющийся выходом интерпольтора, соединен с входом второго блока выборки-хранения, выход которого соединен с третьим входом второго интегратора и с первым входом третьего интегратора, выход которого соединен с четвертым входом второго интегратора и с входом третьего блока выборки-хранения, выход которого соединен с вторым входом третьего интегратора и с пятым входом втброго интегратора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения, выход второго блока выборки-хранения соединен с -вторым входом PQ первого интегратора.

1070573

Изобретение относится к анапоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления, в устройствах обработки дискретных результатов измерений. 5

Известен параболический интерполятор, содержащий цепочку из последоват ,тельно соединенных сумматора, элемента выборки-хранения, первого инвертора, первого интегратора и второго интегратора, выход которого, являющийся выходом интерполятора, соединен с одним из входов сумматора, выход первого интегратора через второй инвертор соединен с другим входом сумматора, а выход первого интегратора через второй инвертор соедииен с дополнительным входом второго интегратора 13.

Недостатком данного устройства является перегрузка по сигналам в некоторых элементах схем, что снижает точность преобразования.

Наиболее близким по техниЧеской сущности к предлагаемому является параболический интерполятор, содержащий блоки выборки-хранения и интеграторы, причем вход первого блока выборки-хранения соединен с взводной шиной интерполятора, à его выход соединен с первым входом первого З0 интегратора и с первым входом второго интегратора, выход первого интегратора соединен с вторым входом второго интегратора, выход которого соединен с выходной шиной интер- 35 полятора и с входом второго блока выборки-хранения, выход которого соединен с третьим входом второго интегратора и с первым входом третьего интегратора, выход которого 40 соединен с четвертым входом второго интегратора и с входом третьего блока выборки-хранения, выход кото- рого соединен с вторым входом третьего интегратора и с пятым входом второго интегратора, выход первого интегратора соединен с входом четвертого блока выборки-хранения, выход которого соединен с вторым входом первого интегратора и с шестым входом второго интегратора.

Укаэанное устройство характеризуется широким динамическим диапазоном С21.

Недостатком известного интерполятора является сложность, обусловленная использованием четырех блоков выборки-хранения, тогда как для формирования сигнала параболической формы необходимо запомнить только три его дискретных значения. 60

Цель изобретения - упрощение параболического интерполятора.

Поставленная цель достигается, тем, что в параболическом интерполяторе, содержащем три блока выбор- 65 ки-хранения и три интегратора, причем вход интерполятора через первый блок выборки-хранения соединен с первыми входами первого и второго интеграторов, выход первого интегратора соединен с вторым входом второго интегратора, выход которого, являющийся выходом интерполятора, соединен с входом второго блока выборки-хранения, выход которого соединен с третьим входом второго интегратора и с первым входом третьего интегратора, выход которого соединен с четвертым входом второго интегратора и с входом третьего блока выборки-хранения, выход которого соединен с вторым входом третьего интегратора и с пятым входом второго интегратора, выход второго блока выборки-хранения соединен с вторым входом первого интегратора.

На чертеже представлена схема параболического интерполятора.

Интерполятор содержит блоки 1 — Э выборки-хранения, первый, второй и третий интеграторы 4-6. Позицией 7 обозначен,вход, а позицией 8 — выход интерполятора.

Устройство работает следукщим образом.

На вход 7 с периодом повторения Т, равным периоду дискретизации, подаются импульсы прямоугольной формы с амплитудой, пропорциональной значениям интерполируемой функции.

Блоки выборки-хранения осуществляют выборку и хранение с противоположным знаком на время Т,значений амплитуд входных сигналов. Интеграторы 4 и 5 интегрируют соответственно разность сигналов, поступающих с выходов блоков 1, 2 и 3, 2 выборкихранения. Постоянные времени интегрирования этих сигналов равны T. Для интегратора б постоянные интегрирования выходных сигналов интеграторов 4 и 5 блока 2 равны Т, а для блоков 1 и 3 — 2Т.

Реакция предлагаемого устройства на одиночный входной импульс соответствует параболическому интерполятору, Для упрощения анализа вводят в рассмотрение нормированное время

E =С/Т. Тогда период следования входных импульсов равен 1, а постоянные времени интегрирования соответствую; г щих сигналов - 1 и 2.

В исходном состоянии напряжения на выходах всех блоков выборки-хранения и интеграторов равны нулю. При

;поступлении в момент времени Е= 0 на вход 7 импульса единичной амплитуды в блоке 1 осуществляется выборка и запоминание с противоположным знаком этого .значения на интервале

0-1. В момент времени E.==1 амплитуда сигнала на выходе интегратора 4

1070

2 г 2

Ц (8) = — — — i (з) ь .2 2

Составитель Г.Осипов

Редактор Т,Мермелштейн Техред О.Неце Корректор Г.Решетник

Заказ 11684/47 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 составляет — Е . В момент времени

E= 1 амплитуда сигнала на выходе блока 1 уменьшается до нуля, а на выходе интегратора 4 достигает значения 11 (1)= -1. Учитывая постоянные интегрирования, записывают изме- 5 нение сигнала на выходе интегратора б на отрезке (0,13:

U (Е)= — + — . (4!

6 2 2

Из указанного выражения следует, )О что амплитуда сигнала на выходе интерполятора в момент Времени Г= 1 равна 1. Этот сигнал подается на вход блока 2 и запоминается в нем с противоположным знаком на интер- )5 вале (1, 2). В результате совместного действия сигналов с блоков 1 и 2 на выходе интегратора 4 формируется напряжение треугольной формы.

Под действием сигнала с выхода блока 2 на этом отрезке на выходе интегратора 5 формируется линейно нарастающее напряжение ° С учетом ненулевых начальных условий на выходах интеграторов выражение выходного сигнала интерполятора на отрезке ке (1, 23 имеет внд

К

U (,,(ЕЬ <- 2,У < 2 (г) где Е„=Е -1. о

В момент времени E = 2 (Е„=1) напряжение на выходе интегратора б рав573 4

I но нулю, а на вылоде интегратора 5 достигает значения, равного 1. Эта значение с противоположным знаком хранится на интервале (2, 3Т в блоке 3. Под действием сигналов с блоков 3 и 5 на внходе интерполятора на отрезке (2, 3) формируется напряжение где Е2=Е -2.

Выражения (1) — (3) представляют собой отдельные участки реакции параболического интерполятора на оди- . ночный импульс единичной амплитуды (23 °

Таким образом, в предлагаемом интерполяторе осуществляется парабблическая интерполяция-.

В предлагаемом интерполяторе отсутствуют перегрузки по сигналам в блоках схемы, так как запоминаются значения входного сигнала, а не

его приращения, которые могут превышать диапазон входного, сигнала °

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в увеличении надежности устройства путем его упрощения и снижения стоимости.