Интерполятор

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Соцналнстнческиа

Рвснубянк (ii) 911561 (61) Донолннтельное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21. 08. 80 (21) 29747Я/18-24 с нрнсоеднненнйм заявкн М (23) Прноритет

Ояублнковано 07.03.82. Бюллетень М 9 (5t)M. Кл.

6 06 G 7/30 феударстеенвй квинтет

СССР ае дев» нэ»бр»твнаа н открнтнй (53) УД 68 I . 335 (088.8) Дата онублнковання опнсанкя 09. 03.82

/ (72) Автор нзобретення

А. А. Шкиль

Институт гидромеханики AH Украинской С

{7l) Заявнтель (g4) ИНУЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, s частности в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных и управляющих устройствах и системах.

Известен интерполятор, содержащий блок нелинейной интерполяции, коммутатор и фильтр низкой частоты )1).

Недостатком известного интерполяте тора является сложность техническом реализации при высоких требованиях к точности восстановления промежуточных значений сигнала.

Известен также интерполятор, содерИ жащий суммирующие усилители, кодоуправляемые резисторы, регистр кода аргумента и .преобразователи кодов 32), Недостатком известного интерполятора также является. сложность технической реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является интерполятор, содержащий кодоуправляемые проводимости и операцион"

2 ные усилители, выход первого из которых является выходом интерполятора, а вход второго операционного усилителя соединен с выходом первой кодоуправляемой проводимости, подключенной управляющими входами к выходам регистра кода аргумента и к управляющим .входам второй и третьей кодоуправляемых проводимостей, причем третий операционный усилитель соединен выходом с сигнальным входом второй кодоуправляемой проводимости, а входом с выходом четвертой кодоуправляемой проводимости, сигнальный вход которой подключен к аине ввода начального уз" лового значения второй производной, а сигнальные входы первой и третьей кодоуправляемых проводимостей соединен соответственно с шинами ввода началь-, ных узловых значений третьей и первой производных, причем выход второго операционного усилителя подключен к сиг» нальному входу пятой кодоуправляемой проводимости, соединенной выходом че3 911 рез четвертый операционный усилитель с сигнальным входом шестой кодоуправляемой проводимости, а выходы второи, третьей и шестой кодоуправляемых проводимостей и шина ввода начального узлового значения функции подключены к входам первого операционного усилителя, причем управляющие входы четвертой, пятой и шестой кодоуправляемых проводимостей соединены с выходами регистра кода аргумента (3).

Недостатком известного устройства является пониженная точность интерполяции, обусловленная накоплением ошибки к концу аппроксимируемого участка функции.

Цель изобретения - повышение точ ности интерполяции.

Указанная цель достигается тем, что в интерполятор, содержащий кодоуправляемые проводимости и операционные усилители, выход первого из которых является выходом интерполятора, а вход второго операционного усилителя соединен с выходом первой кодоуправляемой проводимости, подключенной управляющими входами к Bblxo дам регистра кода аргумента и к управляющим входам второй и третьей кодоуправляемых проводимостей, причем третий операционный усилитель соединен выходом с сигнальным входом второй кодоуправляемой проводимости а входом с выходом четвертой кодоуправляемой проводимости,. сигнальный вход которой подключен к шине вводаначального узлового значения второй производной, дополнительно введены эталонные резисторы и блок инвертирования, соединенный входами с выходами регистра кода аргумента, а выходами с управляющими входами чет, вертой, пятой и шестой кодоуправляемых проводимостей, причем шина ввода конечного узлового значения второй производной подключена к сигнальному входу третьей кодоуправляемой яроводимости и через первый эталонный резистор к входу третьего операционного усилителя, соединенного входом с выходом. третьей кодоуправляемой проводимости и через второй эталонный резистор с шиной ввода начального узлового значения второй производной, а выход второй кодоуправляемой проводимости подключен к сигнальному входу пятой кодоуправляемой проводимости, соединенной выходом с входом

561 4 первого операционного усилителя, вход которого через третий эталонный резистор подключен к выходу второго операционного усилителя, соединенного входом с выходом шестой кодоуправля

5 емой проводимости, причем сигнальные входы первой и шестой кодоуправляемых проводимостей подключены соответственно к шинам ввода конечного

1О и начального узловых значеНий функции.

На чертеже изображена блок-схема интерполятора.

Устройство содержит первый операционный усилитель 1, вход которого является выходом 2 интерполятора, второй операционный усилитель .3, соединенный входом с выходом первой кодоуправляемой проводимости 5. Про20 водимость 4 подключена управляющими . входами к выходам регистра 5 кода аргумента, входам блока 6 инвертирования и к управляющим входам второй и третьей кодоуправляемых проводимостей 7 и 8. Третий : операционный усилитель 9 соединен выходом с сигнальным входом проводимости 7, а вхо" дом - с выходом четвертой кодоуправляемой проводимости 10, сигнальный вход которой поДключен к шине 11 ввода начального узлового значения второй производной f ",о). Блок 6 инвертирования соединен выходами с управляющими входами четвертой, пятой и

35 шестой кодоуПравляемых проводимостей 10, 12 и 13. Шина 14 ввода конечного узлового значения второй производной f (h) подключена к сигнальному входу проводимости 8 и через первый

4в эталонный резистор 15 к входу усилителя 9. Усилитель 9 соединен входом с выходом проводимости 8 и через второй эталонный резистор 16 к шине 11.

Выход проводимости 7 подключен к сиг" нальному входу пятой проводимости 12, соединенной выходом с входом усилителя 1. Вход усилителя 1 через третий эталонный резистор 17 подключен к выходу усилителя 3. Усилитель 3 со5В единен входом с выходом проводимости 4. Сигнальные входы проводимосте% 4 и 13 подключены соответственно к шинам 18 и 19 ввода конечного и начального узловых значений функции t(S) и Ф(0).

Работа интерполятора основана на формировании на каждом из аппрокси561 6 ределяется неточностью задания величин т" (о), f (h), f (о) и f (h) и аргу" мента х (в зависимости от шага квантования), однако величина этой ошибки существенно меньше ошибки интер" полирования в известном устройстве, так как в рассмотренном интерполяторе ошибка не накапливается по длине участка интерполирования, Кроме это1О го, предлагаемый интерполятор содержит на один Усилитель меньше, что приводит к уменьшению инструментальной ошибки от смещения нулей усили- телей.

5 911 мирующих участков (О, Ь)интерполяционного полинома третьей степени вида

It I lIt l а< I""ll где х g (O,h) - аргумент функции;

h=(x. -х ) - длина участка аппрок"

1t1 симации х и х - конечное и начальное

11л 1 узловые значения аргумента.

При работе интерполятора вес младшего разряда каждой кодоуправляемой проводимости принят равным g . Тогда значения проводимостей 6 пропорцио" нальны кодам, поступающим на их управляющие входы. Если емкость регистра 5 кода аргумента равна Ч, то

k+k= V-1, где к - прямой код регистра 5;

k - инвертированный обратный код.

Для получения k служит. блок 6 инвер- тирования. Поэтому, принимают h=V-.1;

С = 90(ll 1). Так как проводимость Спостоянная, то для моделирования про" водимостей Cgp Ggo и gpi C использу- ют постоянные резисторы в цепях обратной связи усилителей 1, 3 и 9 и эталонный резистор 17. Для моделирования величин (2h-х) и (h+x) параллельно проводимостям 10 и 8 подключены эталонные резисторы 16 и 15 с проводимостью С. Так как проводимости 8 и 10 соответственно равны

G8 90k 90х

G p= g0k = 90(h x) то с учетом резисторов 15 и 16 формируются

Ge +C = ga(hex)

6л0+С = 90(2Ь-x). ,При работе интерполятора код промежуточных значений аргумента х вводится в регистор g, а начальные и конечные узловые значения функции

f(0) и f(h) и второй производной

f "(О) и fÐ" (h) подаются в аналоговой форме соответственно на шины 19, 18, 12 и 14. При работе интерполятора, в случаях х = 0 и х = и на выходе 2 интерполятора будут присутствовать напряжения, соответствующие f(0) и

f(h) с минимальной ошибкой, так как в это время к выходу 2 будут подключены только два усилителя 1 и 3 с коэффициентами передачи, равными еди" нице. Максимальная ошибка появляется внутри каждого отрезка fo,hJ u onТаким образом, технико-экономи- . .ческий эффект, достигаемый при использовании предлагаемого интерполятора, заключается в повышении точности интерполяции полиноминальных функ2 ций при достаточной простоте реализации самого интерполятора.

Формула изобретения

Интерполятор, содержащий кодоуправляемые проводимости и операционные усилители, выход первого из которых является выходом интерполяторф, ЗО а вход второго операционноГо усилителя соединен с выходом первой кодоуправляемой проводимости, подключен.ной управляющими входами к выходам регистра кода аргумента и к управляющим входам второй и третьей кодоуп" равляемых проводимостей, причем третий операционный усилитель соединвн выходом с сигнальным входом второй кодоуправляемой лроводимости, а вхо40 дом с выходом четвертой кодоуправляемой проводимости, сигнальный вход которой подключен к шине ввода начального узлового значения второй производной, отличающийся

45 тем, что, с целью повышения точности интерполяции, в него введены эталонные резисторы и блок инвертирования, соединенный входами с выходами регистра кода аргумента, а выходами с уп50 равляющими входами четвертой, пятой и шестой кодоуправляемых проводимостей, причем шина ввода конечного узлового значения второй производной подключена к сигнальному входу тре55 тьей кодоуправляемой пров димости и через первый эталонный резистор к входу третьего операционного усилителя, соединенного входом с выходом третьей -кодоуправляемой проводимости.7 91156 и, через второй эталонный резистор с шиной ввода начального узлового зна" чения второй производной, а выход второй кодоуправляемой проводимости подключен к сигнальному входу пятой кодоуправляемой проводимости, соединенной выходом с входом первого операционного усилителя, вход которого через третий эталонный резистор подключен к выходу второго операционно- в

ro усилителя, соединенного .входом с вшходом шестой кодоуправляемой проводимости, причем сигнальные входы первой и шестой кодоуправляемых про1 8 водимостей подключены соответственно к шинам ввода конечного и началь" ного узловых значений функции.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2859785/18-24, кл. 6 06 G 7/30, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 0 2817306/18-24, кл. G 06 G 7/26, 1979.

3. Авторское свидетельство CCCP и 579632, кл. G 06 6 7/30 1976 (прототип).

Составитель С. Казинов

О. Билак

Редактор С. Крупенина Техред Л.Пекарь Корректор

Заказ 1131/42 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 03 Москва И 35 Раушская наб.< д. 4/

«„„)„3 «35 «уш ° с д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4