Цифровой интерполятор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 06 F 15/353

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3982900/24-24 (22) 02.12.85 (46) 23.09.88. Бюл. N- 35 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) С.Г.Таранов, О.Л.Карасинский, Э.П.Васильев, Н.О.Борщева и Д.Ю.Тульчинский (53) 681.325(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 557370, кл. С 06 F 15/353, 1975.

Авторск6е свидетельство СССР

Р 1124338, кл. G 06 F 7/30, 1983. (54) (57) ЦИФРОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР, содержащий первый сумматор, первый накапливающий сумматор, буферный регистр, блок вычитания, выход которого соединен с информационным входом буферного регистра, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, выход которо. го соединен с входом первого слагаемого первого сумматора, вход уменьшаемого блока вычитания является иразрядным информационным входом интерполятора, входы синхронизации буферного регистра и первого накапливающего сумматора являются первым и вторым входами синхронизации интерпо„„SU„„1425712 A1 лятора соответственно, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности интерполяции, он содержит второй и третий сумматоры и второй накапливающий сумматор, выход которого является выходом интерполятора> выход (i+2k)-ro разряда второго накапливающего сумматора (i 1,...,è, = logjamó m = 2 — число циклов сумк мированйя, равное отношению, частоты импульсов синхронизации на втором и первом входах синхронизации интерполятора) соединен с входом -rо разряда первого слагаемого третьего сумматора, выход которого соединен с

Ф входом вычитаемого блока вычитания, инверсный выход (i+1) -ro разряда буферного регистра соединен с входом Мф

i-ro разряда второго слагаемого первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом второго накапливающего сумматора, вход синхронизации которого является третьим входом синхронизации интерполятора, 4 ,выходы (i+k+1)-го и (i+k)-ro разря- Ь3 дов первого накапливающего сумматора Q3 соединены с входами д=х разрядов первого и второго слагаемых второго сум- виы матора соответственно. ЬР

1425712 а, 2а, За ..., ia,...,ma,(1) где m — число циклов суммирования.

На выходе сумматора 5 после i-ro

1 .1 импульса С, образуется код iX,-: Х,(2)

Выходные коды сумматора 5 суммируются в сумматоре 4. При этом образуется ряд кодов

0 а- — а За- —, а

2 2

3 ш(ш+1) m ба-- — а ... — — - a а (3) 2 2. 2

55 или

1 4 9 m2

2 2 Й 2 (4) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляющих системах.

Цель изобре тения — повьппение точ,ности интерполяции.

На фиг. предстанлена функциональная схема; на фиг. 2 — временная диаграмма работы интерполятора.

Интерполятор содержит блок 1 вычитания, регистр 2, первый 3 и второй

4 накапливающие сумматоры, первый л

5, второй 6 и третий 7 сумматоры, ин-! формационные вход 8 и выход 9 интерполятора, первый 10, .второй 11 и третий 12 входы синхронизации.

Интерполятор работает следующим образом„(на примере формирования реакции на одиночный импульс, код ам- 20 плитуды которого поступает на вход

s).

В исходном состоянии на выходах регистра 2 и накапливающих .сумматоров 3 и 4 — нулевые коды. 25

В момент t по импульсу С, на входе 10 (фиг, 2б) входной код Х, равный а, заносится в регистр 2 (фиг.

2а), так как на втором входе блока 1 код равен нулю. т.е. выходной код ре- 30 гистра 2 X(t, )=а. С поступлением импульса.С, на вход !1 осуществляется первый цикл суммирования в сумматоре 3. Каждому такому циклу соответствует с некоторой задержкой цикл суммирования в сумматоре 4, синхронизируемый импульсами С . На выходе сумматора 3 при условии, что выходной код Хе регистра 2 равен а, образуется ряд кодов 40

2к) Х1 + ГХ °

Х7 (2к. (5) где Х,, Х вЂ” выходные коды накапливающих сумматоров 3 и 4.

Если в регистр 2 бып занесен код

Х=а, то после следующего импульса t в регистр 2 будет занесен код Х7, так как входной код в данный момент времени в рассматриваемом случае равен нулю. С учетом того, что 2 =m а вык ходные коды сумматоров 3 и 4 после

m-го цикла суммирования равны соот1

Э

m ветственно ma и — -a в момент вре2 мени t в регистр 2 заносится код

3 1 3 1

Х(г. ) = —, — Х вЂ” — -Х =- — -а- — -а =

2 ш2 2 2 (6) = -2а.

Следующие эа моментом t синхроимпульсы С последовательно уменьшают содержимое сумматора 3 на две единицы до достижения после ш-ro цикла суммирования значения кода ша (фиг.

2е, участок 2-3) . При этом выходной код сумматора 4 после m циклов принимает такое же значение, какое было на его выходе в момент

В момент t с выходов сумматоров

I .

3 и 4 поступают коды (-ma) и (а) а соответственно. В этот момент времени входной код Х равен нулю, следовательно, в регистр 2 в соответствии с формулой (5) заносится код а. Далее содержимое сумматора Э в каждом цикле последовательно возрастает по линейному закону (фиг. 2е, участок 3-4), а в сумматоре 4 уменьшается по квадЗначение вьмодного кода сумматора

3 возрастает по линейному закону (1) (фиг. 2е участок 1-2), а сумматора

4 — по кнадр атич ному (2) (фиг . 2ж) . к

При этом после m = 2 циклов суммирования в (k-1)-х младших разрядах сумматора 3 и в (2k-1)-ых младших разрядах сумматора 4 будут нули. Поэтому деление вьмодных кодов сумматоров 3 и 4 в результате монтажного к+ сдвига на величины 2 ", 2, 2 не приводит к потере информации.

После и-го импульса С выходной код с выхода сумматора 7 ранен

"2Х с ху

Составитель Н.Матвеев

Редактор А.Иорович Техред M.Дидык Корректор В. Бутяга

Заказ 4773/49

Тираж 704 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

14257 ратичному. В момент времени t уст4 ройство переходит в исходное состояние, при котором выходные коды регистра 2 и сумматоров 3 и 4 равны нулю. 5

Если входной код и далее будет равен нулю, то устройство будет оставаться в этом состоянии сколько угодно долго

Таким образом, цифровой интерполя- 1р тор имеет импульсную переходную функцию из трех гладко сопряженных отрезков, каждый из которых описывается квадратичной зависимостью. Следовательно, при периодическом поступлении 15 на вход 9 устройства кодов дискретных отсчетов на выходе цифроаналогового преобразователя 6 сигнал восстанавливается методом параболической интерх б

3 ct

C

Х у х

12

4. поляции дискретных отсчетов. В предлагаемом устройстве повышение точ ности достигается путем енижения методической погрешности, так как интерполирующая кривая, в отличие от известного устройства, использует в качестве восстанавливающего полином второй степени. Это позволяет воспроизводить сигналы, имеющие ограниченную вторую производную с минимальной погрешностью. Кроме того, отсутствие изломов импульсной переходной характеристики значительно улучшает гладкость выходных сигналов интерполято1 ра, что способствует более наглядному представлению информации, например, на экране осциллографа или при помощи самопишущего прибора,