SU849227A1 - Цифровой кубический интерпол тор - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ КУБИЧЕСКИЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к интерпол торам, и может быть использовано в системах автоматического управлени .

Известен параболический интерпол тор аналогового типа, содержащий два управл емых генератора тока, два интегрирующих конденсатора, входной ключ и ключ обратной св зи, два запоминающих конденсатора, усилитель напр жени , повторитель смещени  и два дополнительных управл емых генератора тока 1.

Недостатком интерпол тора  вл етс  низка  точность интерпол ции.

Известен также линейно-круговой интерпол тор, содержащий устройство ввода данных, посто нное запоминающее устройство, блок задани  скорости , решающий блок, выполненный на четырех двоичных умножител х, устройство управлени , четыре двоичных умножител  и два сумматора 2..

Однако этот интерпол тор также имеет низкую точность интерпол ции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому . эффекту  вл етс  вычислительное устройство , выполн ющее функции интерпол тора , содержащее цифровой блок пам ти, адресный управл ющий блок, блок ввода, сумматор, блок управлени , адресные счетчики и регистры 3 .

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно восстанавливает сигналы, дл  которых треть  производна  не равна нулю, с методо10 логической погрешностью, не позвол ет повысить точность и надежность работы устройства.

Цель изобретени  - повышение точности интерпол тора и расширение 5 функциональных возможностей цифрового кубического интерпол тора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в интерпол тор, содержащий последовательно соединенные синхро20 низатор, задатчик кодов и блбк сдвиговых регистров, второй вход которого подключен к второ му выходу синхрони-г затора, соединенного третьим, четвертым и п тым выходами с первыми

25 входами соответственно накапливак дего сумматора, блока возведени  в куб и блока возведени  в квадрат, выход которого подключен к первому входу первого комбинационного сумматора 30 введены второй комбинационный суммагор , последовательно соединенные третий комбинационный сумматор и преобразователь кода, а также комбинационный блок, первый, второ и третий выходы которого подключены к вторым входам соответственн накапливающего сумглатора, блока воз ведени  в куб и блока возведени  в квадрат, а входы - к выходам -блока сдвитоиых регистров, соединенного одним из выходов с первым входом ВТ рого комЬннлиионного сумматора,выхо которого подключен к выходу интерпол тора , а второй вход - к выходу комбинационного сумматора, соединенного вторым входом с выходом преобразовател  кодов, а входы третьего комбинационного сумматора подключены к выходам накапливающего сумматора и блока возведени  .в куб Крометого, комбинационный блок содержит последовательно соединенные первый вычитатель, четвертый, п тый и шестой комбинационные сумматоры, последовательно соединенные второй третий и четвертый вычитатели и последовательно соединенные п тый выч татель и седьмой комбинационный, сум матор, выход которого подключен к второму входу шестого комбинационно го сумматора, а второй вход - к вто рым входам четвертого и п того комбинационных сумматоров и первому входу шестого.вычитател , соединенного выходом с вторым входом четвер того вычитател ., а вторым входом - с выходом п того вычитател , входы первого, второго и п того вычитателей соединены с соответствующими входами блока, выходы шестого комбийационного сумматора, третьего и ч.етвертого вычитател  соединены соответственно с первым, третьим и вторым выходами блока, а второй вход третьего вычитател  подключен к выходу первого вычитател . На фиг.1 изображена схема кубического интерпол тора; на фиг.2 схема комбинационного блока. Цифровой кубический интерпол тор содержит задатчик 1 кодов, блок 2 сдвиговых регистров, синхронизатор 3v блок 4 возведени  в куб, накапливающий сумматор 5, блок б возведе ни  в квадрат, первый комбинационый сумматор 7, комбинационный блок 8, третий комбинационный сумматор 9, преобразователь 10 кода, второй комбинационный сумматор 11 и выход 12 интерпол тора. Комбинационный блок 8 (фиг.2) содержит первый вычитатель 13, четвертый комбинационный сумматор 14, третий 15, второй 16 и шестой 17 вычитатели, седьмой 18, п тый 19 и шестой 20 комбинационные сумматоры и п тый 21 и четвертый 22 вычитатели . Интерпол тор работает следующим образом. Формула вычислени  значени  функции меж.ду интерпол ционными узлами . может быть записана ё следующем виде: f f &jsL s +тт где f - значение функции в момент времени -ь ; ,1, 2 .. .2 - номер позиции между интерпол ционными узлами, в которой производитс  вычисление значени  функции f| ; , -if.2 -bf-o, ) Af.ij C 2Af., +2(uf., +uf.2) + ( u, f.- +4f-J . Значение процесса в интерпол ционных узлах от задатчика 1 поступает на вход блока 2 (т.е. значение поступает на вход первого регистра и далее по мере поступлени  новых значений продвигаетс  во второй,третий и четвертый регистры). Кодовые комбина .ции с выхода блока 2 подаютс  на входы блока 8/ т.е. на входы вычитателей 13, 16 и 21, на выходах которых образуютс  соответственно вели- чины f. , и is, f-o, . На выходе вычитател  22 получаетс  выражение О , на выходе вычитател  15 - разность t) . Дл  получени  величины с выхода сумматора 19 подаетс  на вход сумматора 20 со сдвигом на -один разр д в сторону старших разр дов. На выходе сумматора 20 образуетс  величи.на, соответствующа  с . В силу того, что по мере удалени  от интерпол ционного узла в точке t. ., , к узлу в точке t увеличение k производитс  постепенно, то процедура умножени  значени  с на tt организо- вана на сумматоре 5, на вход которого подаютс  кодовые Комбинации с выхода сумматора 20. Умножение Ь на k в третьем члене формулы дл  f, производитс  в блоке 6, работающем в соответствии с соотношением (.). Блок б.выполнен , например, двух последовательно соединенных накапливающих сумматоров . Дл  умножени  а на используетс  блок 4, в котором реа.пизуетс  соотношение ek 2 l2+22+3 + .. .+ (k-l) +1+(1+2+ ... +k-l) . Блок 4 выполнен, например, из двух цепочек накапливающих суктматоров, в каждой из которых содержитс  по три последов.ательно соединенных накапливающих сумматора, регистров и двух комбинационных сумматоров, соединенных соответствую1;:им образом. Деление величин Ьк , ck на зап,,. и 2счветственно

производитс  при подаче этих величин на входы, сумматоров 9 и 7 путем сдвига в сторону младших разр дов на (ЗФ-И), (21Т14-1) и (т+1) разр дов.

Деление на три второго и четвертого членов формулы дл  f производитс  преобразователем 10.

Согласование прохождени  информации через узлы интерпол тора обеспечиваетс  синхронизатором 3 (генератор тактовых импульсов).

Сложение вычисленных выражений осуществл етс  сумматорами 7, иИ, а результат получаетс  на выходе интерпол тора 12,

Изобретение позвол ет с высокой точностью интерполировать функции третьего пор дка, что расшир ет область применени  и функциональные возможности интерпол тора. Кроме того, изобретение позвол ет произвести интерпол цию функции за один такт работы, что позвол ет повысить быстродействие .интерпол тора и примен ть его в системах реального времени и АСУ, системах отображени  информации, цифровых синтезаторах речи, при моделировании сложных объектов.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Цифровой кубический интерпол тор содержащий последовательно соединенные синхронизатор, задатчик кодов и блок сдвиговых регистров, второй вход которого подюточен к второму выходу синхронизатора, соединенного третьим, четвертым и п тым выходами с Первыми входами соответственно накапливающего сумматора, блока возведени  в куб и блока возведени  в квал.рат, выход которого подключен к первому входу первого комбинационного сумматора, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности в него введены второй комбинационный сумматор, последовательно соединенные третий комбинационный сумматор и преобразователь кода, а тгакжо комбинационный блок, первый, второй и третий выходы которого подключены к вторым входам соответстнсп; но накапливающего сумгиатора, блока возведени  в куб и блока возведени  в квадрат, а входы - к выходам блока сдвиговых регистров, соединенного одним из выходов с первым входном второго комбинационного сумматора, выход которого подключен к.выходу интерпол тора, а второй вход - к выходу первого комбинационного сумматора , соединенного вторым входом с.

   0 - выходом преобразовател  кодов, а входы третьего комбинационного сумматора подключены к выходам накапливающего сумматора и блока возведени  в куб.. .
2. 2. Интерпол тор по п.1, о т л и5 чающийс   тем, что комбинационный блок содержит последовательно соединенные первый вычитатель, четвертый, п тый и шестой комбинационные сумматоры, последовательно

   0 соединенные второй, третий и четвертый вычитатели и последовательно соединенные п тый вычитатель и седьмой комбинационный сумматор, выход . которого подключен к второму входу

   5 шестого комбинационного сумматора/ а второй вход - к вторым входам четвертого и п того комбинацион 1ых сумматоров и первому входу шестого вычитатёл , соединенного выходом с вю0 рым входом четвертого вычитател , а вторым входом - с выходом п того вычитател , входы первого, второго и п того вьгчитателей соединены с соответствующими входами блока, выходы

   5 шестого комбинационного сумматора, третьего и четвертого вычитателей соединены соответственно с первым, третьим и вторым выходами блока, а второй вход третьего вычитател  подключен к выходу первого вычита0 тел . .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР

   5 437098, кл. G Об F 7/30, 1972.

   2.Авторское свидетельство СССР № 302722, кл. G Об F 7/30, 1969.
3. 3.Патент США 3846625,

   кл, G Об F 1/02, 1974 (прототип).