SU1070573A1

SU1070573A1 - Parabolic interpolator

Info

Publication number: SU1070573A1
Application number: SU823525790A
Authority: SU
Inventors: Владимир Евгеньевич Борзых; Борис Иванович Левкоев
Original assignee: Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1984-01-30

Description

Изобретение относитс к аналогов вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматичес кого упрйвлени , в устройствах обра ботки дискретных результатов измере ний. Известен параболический интерпол тор, содержащий цепочку из последов . тельно соединенных сумматора, элеме та выборки-хранени , первого инверт ра, первого интегратора и второго интегратора, выход которого, вл ющийс выходом интерпол тора, соедин с одним изВХОДОВ сумматора, выход первого интегратора через второй инвертор соединен с другим входом сум матора, а выход первого интегратора через второй инвертор соединен с до полнительным входом второго интегра тора CID. Недостатком данного устройства вл етс перегрузка по сигналам в некоторых элементах схем, что сни жает точность преобразовани . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс параболический интерпол тор, содержащий блоки выборки-хранени и инте граторы, причем вход первого блока выборки-хранени соединен с вз5,одной шиной интерпол тора, а его выход со динен с первым входом первого интегратора и с первым входом второго интегратора, выход первого интегратора соединен с вторым входо второго интегратора, выход которого соединен с выходной шиной интерпол тора и с входом второго блока выборки-хранени , выход которого соединен с третьим входом второго интегратора и с первым входом треть его интегратора, выход которого соединен с четвертым входом второго интегратора и с входом третьего блока выборки-хранени , выход которого соединен с вторым входом треть его интегратора и с п тым входом второго интегратора, выход первого интегратора соединен с входом четвертого блока выборки-хранени , выход которого соединен с вторым входом первого интегратора и с шестым входом второго интегратора. Указанное устройство характеризуетс широким динамическим диапазоном С21. Недостатком известного интерпол тора вл етс сложность, обусловленна использованием четырех блоков выборки-хранени , тогда как дл формировани сигнала параболической формы необходимо запомнить только три его дискретных значени . Цель изобретени - упрощение параболического интерпол тора. Поставленна цель достигаетс , тем, что в параболическом интерпол торе, содержащем три блока выборки-хранени и три интегратора, причем вход интерпол тора через первый блок выборки-хранени соединен с первыми входами первого и второго интеграторов, выход первого интегратора соединен с вторым входом второго интегратора, выход которого, вл ющийс выходом интерпол тора, соединен с входом второго блока выборки-хранени , 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-хранени , выход которого соединен с вторым входом третьего интегратора и с п тым входом второго интегратора, выход второго блока выборки-хранени соединен с вторым входом первого интегратора. На чертеже представлена схема параболического интерпол тора. Интерпол тор содержит блоки 1-3 выборки-хранени , первый, второй и третий интеграторы 4-6. Позицией 7 обозначен, вход, а позицией 8 - выход интерпол тора. Устройство работает следующим образом. На вход 7 с периодом повторени Т, равным периоду дискретизации, подаютс импульсы пр моугольной формы с амплитудой, пропорциональной значени м интерполируемой функции. Блоки выборки-хранени осуществл ют выборку и хранение с противоположным знаком на врем Т .значений амплитуд входных сигналов. Интеграторы 4 и 5 интегрируют соответственно разность сигналов, поступающих с выходов блоков 1, 2 и 3, 2 выборкихранени . Посто нные времени интегрировани этих сигналов равны Т. Дл интегратора 6 посто нные интегрировани выходных сигналов интеграторов 4 и 5 блока 2 равны Т, а дл блоков 1 и 3 - 2Т. ., Реакци предлагаемого устройства на одиночный входной импульс соответствует параболическому интерпол тору. Дл упрощени анализа ввод т в рассмртрение нормированное врем . Тогда период следовани входных импульсов равен 1, а посто нные времени интегрировани соответствующих сигналов - 1 и 2. В исходном состо нии напр жени на выходах всех блоков выборки-хранени и интеграторов равны нулю. При . поступлении в момент времени 6 О на вход 7 импульса единичной ампли туды в блоке 1 осуществл етс выборка и запоминание с противоположным знаком этого значени на интервале 0-1. В момент времени амплитуда сигнала на выходе интегратора 4The invention relates to analogs of computing technology and can be used in automatic control systems, in processing devices of discrete measurement results. A parabolic interpolator is known that contains a chain of a sequence. directly connected to the adder, the sample storage, the first inverter, the first integrator and the second integrator, the output of which is the output of the interpolator, is connected to one of the INPUTS of the adder, the output of the first integrator through the second inverter is connected to another input of the summator, and the output the first integrator is connected via the second inverter to the additional input of the second integrator CID. The disadvantage of this device is the signal overload in some circuit elements, which reduces the accuracy of the conversion. The closest in technical essence to the present invention is a parabolic interpolator containing sampling-storage units and integrators, with the input of the first sampling-storage unit connected to V5, one interpolator bus, and its output from the first input to the first integrator and the first input of the second integrator, the output of the first integrator is connected to the second input of the second integrator, the output of which is connected to the output bus of the interpolator and to the input of the second sample-storage unit, the output of which is connected to the third input v one third of its integrator, the output of which is connected to the fourth input of the second integrator and the input of the third sampling-storage unit, the output of which is connected to the second input of a third of its integrator, and the fifth input of the second integrator, the output of the first integrator is connected to the input a fourth sampling-storage unit, the output of which is connected to the second input of the first integrator and to the sixth input of the second integrator. This device has a wide dynamic range of C21. A disadvantage of the known interpolator is the complexity caused by the use of four sampling-storage units, whereas in order to form a signal of a parabolic shape, it is necessary to memorize only three of its discrete values. The purpose of the invention is to simplify the parabolic interpolator. The goal is achieved by the fact that in a parabolic interpolator containing three sampling-storage units and three integrators, the interpolator input being connected to the first inputs of the first and second integrators through the first sampling-storage unit to the second input of the second integrator whose output, which is the output of the interpolator, is connected to the input of the second sampling-storage unit, the output of which is connected to the third input of the second integrator and to the first input of the third integrator, whose output connected to the fourth input of the second integrator and to the input of the third sample-storage unit, the output of which is connected to the second input of the third integrator and to the fifth input of the second integrator, the output of the second sample-storage unit connected to the second input of the first integrator. The drawing shows a diagram of a parabolic interpolator. The interpolator contains sample-storage blocks 1-3, the first, second and third integrators 4-6. Position 7 denotes the input, and position 8 denotes the interpolator output. The device works as follows. The input 7 with a repetition period T equal to the sampling period is given rectangular pulses with an amplitude proportional to the values of the interpolated function. The sampling-storage units sample and store with the opposite sign at the time T. the amplitudes of the input signals. Integrators 4 and 5, respectively, integrate the difference between the signals coming from the outputs of blocks 1, 2 and 3, 2 of sampling wounds. The integration times of these signals are constant T. For the integrator 6, the continuous integrations of the output signals of the integrators 4 and 5 of block 2 are equal to T, and for blocks 1 and 3, 2T. ., The response of the proposed device to a single input pulse corresponds to a parabolic interpolator. To simplify the analysis, the normalized time is introduced. Then the follow-up period of the input pulses is 1, and the integration time constants of the corresponding signals are 1 and 2. In the initial state, the voltages at the outputs of all the sampling-storage units and integrators are zero. At. When a unit amplitude pulse arrives at time 6 o to input 7 in block 1, the sample is sampled and stored with the opposite sign of this value in the interval 0-1. At time, the amplitude of the signal at the output of the integrator 4

составл 1ет - 6 , В момент времени амплитуда сигнала на выходе блока 1 уменьшаетс до нул , а на выходе интегратора 4 достигает значени и(1)-1. Учитыва посто нные интегрировани , записывают изменение сигнала на выходе интегратора 6 на отрезке 0,was 1 at 6, at the moment of time the amplitude of the signal at the output of block 1 decreases to zero, and at the output of integrator 4 reaches the value and (1) -1 Taking into account the constant integration, record the change in signal at the output of the integrator 6 on the interval 0,

u. - . (Я .u. -. (I .

Из указанного выражени следует, что амплитуда сигнала на выходе интерпол тора в момент времени 1 равна 14 Этот сигнал подаетс в-а вход блока 2 и запоминаетс в нем с противоположным знаком на интервале if 2. В результате совместного действи сигналов с блоков 1 и 2 на выходе интегратора 4 формируетс напр жение треугольной формы. Под действием сигнала с выхода блока 2 на этом отрезке на выходе интегратора 5 формируемс линейно нарастающее напр жение, С учетом ненулевых начальных условий на выходах интеграторов выражение выходного сигнала интерпол тора на отрезке ке tl, 23 имеет вид 1From the indicated expression it follows that the amplitude of the signal at the output of the interpolator at time 1 is 14 This signal is fed into the input of block 2 and is stored in it with the opposite sign in the if 2 interval. As a result of the joint action of the signals from blocks 1 and 2 on The output of the integrator 4 is formed by a triangular voltage. Under the action of the signal from the output of block 2, a linearly increasing voltage is formed at the output of the integrator 5. Taking into account the non-zero initial conditions at the outputs of the integrators, the expression of the output signal of the interpolator on the segment ke tl, 23 has the form 1

(,.-.,.,2 (, .-.,., 2

где . оwhere about

В момент времени -2 ( 1) напр жение на выходе интегратора 6 равно нулю, а иа вылоде интегратора 5 достигает значени , равного 1. Это значение с противоположным знаком хранитс на интервале t2, ЗТ в блоке 3. Под дейст,вием сигналов с блоков 3 и 5 на выходе интерпол тора на отрезке 2, 3 формируетс напр жениеAt time point -2 (1), the voltage at the output of the integrator 6 is zero, and in the output of integrator 5 reaches a value equal to 1. This value with the opposite sign is stored in the interval t2, ЗТ in block 3. Under the action of signals from the blocks 3 and 5 at the output of the interpolator on segment 2, 3 a voltage is generated

2 22 2

(31(31

и(е):and (e):

гле 2 Выражени (1) - (3) представл ютGle 2 Expressions (1) - (3) represent

собой отдельные участки реакции параболического интерпол тора на одиночный импульс единичной с1мплитуды С2.are separate parts of the parabolic interpolator reaction to a single impulse of a single c1 amplitude C2.

Таким образом, в предлагаемом интерпол торе осуществл етс параболическа интерпол ци -.Thus, in the proposed interpolator, parabolic interpolation is carried out.

В предлагаемом интерпол торе отсутствуют перегрузки по сигналам в блоках схемы, так как запоминаютс значени входного сигнала, а не его приращени , которые могут превышать диапазон входного .сигнала.In the proposed interpolator, there are no signal overloads in the circuit blocks, since the values of the input signal are remembered, and not its increments, which can exceed the input signal range.

Технико-экономический эффект от использовани изобретени заключаетс -в увеличении надежности ycTpoiftства путем его упрощени и снижени стоимости.The technical and economic effect of using the invention is to increase the reliability of ycTpoift by simplifying it and reducing its cost.

Claims

ditch, output of the first integrator connect. is connected to the second input of the second integrator, whose output, which is the output of the interpolator, is connected to the input of the second sampling-storage unit, the output of which is connected to the third input of the second integrator and to the first input of the third integrator, the output of which is connected to the fourth input of the second integrator and the input of the third sampling-storage unit, the output of which is connected to the second input of the third integrator and with the fifth input of the second integrator, which is published in that, for the sake of simplification, the output of the second sampling-storage flea is connected with the second input of the first integrator.