Линейный интерполятор

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик (t i) 993210 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 23.10.79 (21) 2830318/18-24 (51}M. Кл;

G 05 8 19/18

G 05 В 19/413 с присоединением заявки И—

Гасударственный квмнтет (23).Приоритет

Опубликовано 30. 01. 83. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30.0 1.83 аа делам нэобретеннй н открытий (53) УДК 621 ° 503 °.55 {088. 8) (?2) Авторы изобретения

В.С.Борисов и В.В.Коровин (il) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления исполнительными органами для преобразования числовой информации о приращениях координат в последовательность выходных управляющих импульсов.

Известен линейный интерполятор, содержащий генератор импульсов, делитель частоты, счетчики, блоки сравнения, регистры приращений, в котором в результате преобразования кодов приращений на выходах получаются унитарные коды, частоты следования импульсов которых прямо пропорциональны кодам приращений (1 1, Недостаток этого интерполятора состоит в том, что он неоднозначно преобразует в частоту следования выходных импульсов коды большего приращения. Кроме того, он не позволяет .так регулировать частоту следования выходных импульсов канала, соответ2 ствующего большему приращенио, чтобы отнсвение частот следования импульсов осталось равным отношению кодов соот ветст вующих пр иращен ий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор векторов, а именно его часть, включающая блок цифровой норм ал из а ци и кодо в пр ир ащени й, в ходы которого соединены с выходом цифрового запоминающего устройства кодов приращений, а выходы - с цифровыми входами цифро-аналоговых преобразователей кодов приращений, и допол" нительный цифро-аналоговый преобt раэователь, входы которого соединены с выходами блока цифровой нормализации, а выход подключен к опорным входам цифро-аналоговых преобраэова20 тел ей кодов приращений.

Выходные постоянные напряжения с цифро-аналоговых преобразователей устройства прямо пропорциональны отношению кодов приращений (2 .

993210

Однако устройству свойственна неОднОэначнОст ь пОстоя ннОГО выхОднОГО НаПрЯжеНИЯ С ВЫХОДB" ЦИфРО "дНало" гового преобразователя, соответствующего большему приращению, при раз- !1 личных кодах последнего.

Цель изобретения - получение регулируемой и независимой от кодов большего приращения частоты следования импульсов в канале с большим при- 1 ращением, т.е. повышение точности интерполятора.

Поставленная цель достигается тем, что линейный интерполятОр, содержащий задатчик опорного напряжения, арифметический блок, подключенный первым выходом через первый цифро-аналоговый преобразователь к входу первого преобразователя напряжение-частота, вторым выходом - че- 20 рез второй цифро-аналоговый преобразователь к входу второго преобразователя напряжение-частота, содержит первый компаратор и последовательНо соединенные BTорой компа ратор, 25 элемент ИЛИ и интегратор, подключенный выходом к вторым входам первого и второго цифро-аналоговых преобразователей., первые входы первого и второго компараторов соединены с выхо- 3О дом задатчика опорного напряжения, второй вход первого компаратора подключен к выходу первого цифро-аналогового преобразователя, выход - к второму входу элемента ИЛИ, а второй вход второго компаратора соединен с выходом второго цифро-аналогового преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема линейного интерполятора. 4В

Интерполятор содержит арифметический блок 1, первый 2 и второй 3 цифро-аналоговые преобразователи, задатчик 4 опорного напряжения, первый и второй компараторы 5 и 6,элемент ИЛИ 7,45 интегратор 8,первый и второй преобразователи напряжение -частота 9 и 10.

Входы блока 1 соединены с выходами цифрового запоминающего устройства, у которого информационная раз- ;О рядность кодов каждого иэ приращений равна f двоичным разрядам.

Блок 1 осуществляет нормализацию кодов при ащений сдвигом их в сторону старших разрядов к раз (произК1 водит умножение этих кодов на 2 а m u n - число двоичных разрядов, используемых для записи текущих кодов приращений килу соответственно.

Коды приращений дх и у после цифровой нормализации соответст ВрН но равны Ах =ах 2" и дч =Ьу 2"

И

При этом соотношение Ьх /ду останется равным ьх/ у, а диапазон изменения кодов большего приращения уменьшится от

Преобразователи 2 и 3 преобразуют цифровые нормализованные коды приращений Ь х и ру в выходные постоянные напряжения Ц, и 0„, соответственно пропорциональные этим кодам, а следовательно, и кодам приращений

М иЬу °

Выходы каждого преобразователя 2 и 3 соединены с входом соответствующего ему компаратора 5 и 6 и преобразователя 9 и 10, имеющих одинаковые зависимости частоты следования выходных импульсов от входного управляющего напряжения. Вторые входы компараторов 5 и 6 соединены с задатчиком 4, уровень напряжения U которого может быть постоянным или изменятся в процессе работы по заданному закону.

Компараторы 5 и 6 сравнивают выходные напряжения с цифро-аналоговых преобразователей Ug и U с опорным напряжением 0 „. Выходы компара. оров 5 и 6 подключены к входам элемента ИЛИ, выходы которого подсоединены к входу интегратора 8, Интерполятор работает следующим образом.

Из цифрового запоминающего устройства коды приращений ух и b,y поступают в блок 1, где нормализуются, а затем подаются на преобразователи 2 и 3, опорное напряжение которых в исходном состоянии равно нулю.

По сигналу включения цифро-аналоговых преобразователей 2 и 3 начинает работу интегратор 8, напряжение на выходе которого начинает нарастать. Это напряжение подается на опорные входы преобразователей 2 и выходные напряжения которых нарастают до тех пор, пока выходное напряжение, соответствующее большему приращению, не сравняется с величиной заданного опорного напряже5 9 ния U и. После этого срабатывает со ответствующий компаратор 5 и 6 и выдает сигнал на элемент ИЛИ 7, который своим выходным сигналом запрещает дальнейшее интегрирование.

Уменьшение выходного напряжения, соответствующего большему приращению на величину гистерезиса компаратора, приводит данный компаратор в исходное состояние, и элемент ИЛИ 7 включает интегратор 8.

Таким образом, напряжение на выходе преобразователя, соответствующее большему приращению, будет под-держиваться равным заданному опорному напряжению с точностbe, опреде- ляемой величиной гистеревиса компаратора.

Элемент ИЛИ 7 управляет режимом работы интегратора, в зависимости от которого на выходе интегратора поддерживается уровень постоянного напряжения, являющегося опорным для преобразователей 2 и 3, таким, что если Ь х Му, то UX>0у, . UX =Uon и Ц = (, );ьу ьх, o Uy> Uy и О = Ц Ж т.е. выходное напряжение опт .. соответствующее большему приращению, поддерживается равным опорному напряжению Uоп . При этом выходное напряжение, соответствующее меньшему приращению, оказывается пропорциональным отношению соответствующих кодов.

Напряжения с выходов преобразователей 2 и 3, поданные на входы пре образователей 9 и 10 преобразуется в унитарные коды, частоты следования импульсов которых Г, f> пропорциональны напряжениям U и 0„, а частота следования импульсов в канале большего приращения пропорциональна опорному напряжению 0 и не зависит от кода этого приращейия. 4астота следования импульсов в канале с мень шим приращением пропорциональна отношению соответствующих кодов. Изменение уровня опорного напряжения Uo дает возможность возникновения уп93210 6 равления максимальной частотой сле. дования управляющих импульсов.

Использование предлагаемого линейного интерполятора дает воэмож5 ность увеличить производительность исполнительных органов, так как частота следования управляющих импульсов по каналу большего приращения нв зависит от его кодов, и обеспечить нормальный режим отработки исполнительных органов за счет изменения частоты следования импульсов в канале с большим приращением поопределенному закону в начальные моменты времени. формула изобретения ю

llHHcHHblH интерполятор, содержащий задатчик опорного напряжения, арифметический блок, подключенный .первым выходом через первый цифроаналоговый преобразователь к входу первого преобразователя, напряжение-частота, вторым выходом - через второй цифро-аналоговый преобразователь к входу второго преобразователя напряжение-частота, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения очности интерполятора, он соЗО держит первый компаратор и последовательно соединенные второй компаратор, элемент ИЛИ и интегратор, подключенный выходом к вторым входам первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, первые входы первого и второго компараторов соединены с выходом эадатчика опорного напряжения, второй вход первого компаратора подключен к выходу первого ав цифро-аналогового преобразователя, выход — к второму входу элемента ИЛИ, а второй вход второго компаратора соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя.

4$ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

Н 551611, кл. G 05 В 19/18, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР в М 432543, кл. G 05 В 19/18, 1973

99321О

Составитель И,Колокольцов

Редактор Е.Лушникова Техред К,Мыцьо

Корректор N.Øàðoøè

Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 455/63 Тираж 8 2

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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