Устройство для восстановления непрерывных функций по дискретным отсчетам Советский патент 1984 года по МПК G06G7/30 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быТь использовано для преобразования дискретных отсчетов сигнала в непрерыви сигнал.

Известно устройство для интерполяции функций, содержащее входной коммутатор, выполненный на счетчике, дешифраторе и группе ключей, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот, генератор временных интервалов и блок синхронизации, содержаний счетчик Ct 3.

Недостатком устройства является пониженная методическая точность, обусловленная кусочно-линейным характером интерполяции.

Известен также нелинейный интерполятор, содержащий блок нелинейной интерполяции, коммутатор, блок синхронизации и фильтр нижних частот С 2 3.

Недостатком данного устройства является пониженная инструментальная точность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для восстановления непрерывных функций по дискретным отсчетам, содержащее генератор временных интервалов, подключенный выходом к входу блока синхронизации, соединенного первым выходом с управляющим входом коммутатора, подключенного сигнальными входами к шинам ввода узловых значений ординат функции, и выходной сумматор, соединенный входами с выходами () кодоуправляемых делителей напряжения (где п - число отсчетов функции на текущем интервале воспроизведения), каждый из которых подключен сигнальным входом к выходу соответствующего промежуточного сумматора, а управляющим входом - к второму выходу блока синхронизации непосредственно или через соответствующий преобразователь кодов, причем входы промежуточных сумматоров и дополнительный вход выходного сумматора соединены с выходами коммутатора Сз J.

Недостатком известного устройства является пониженная инстрзтментальная точность интерполяции из-за наличия погрешностей, вносимых промежуточными сумматорами при выполнении операций суммирования и вычитания узловых значений ординат интерполируемой функции с различню и весами.

Цель изобретения - повышение инструментальной точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для восстанов-ления непрерывных функций по дискретным отсчетам, содержащее генератор временных интервалов, подключенный выходом к входу блока синхронизации, соединенного первым выходом с управляющим входом коммутатора, подключенного сигнальными входами к шинам ввода узловых значений ординат функции, и выходной сумматор, соединенный входами с выходами (п-1) кодоуправляемых делителей напряжения (где п - количество узловых значений ординат функции, по которым производится интерполяция), введены п блоков памяти и п-й кЬдоуправляемьй делитель напряжения, подключенный выходом к дополнительному входу выходного сумматора, причем каждый кодоуправляемый делитель напряжения соединен сигнальным входом с соответствующим выходом коммутатира, а управляющие входом - с выходом соответствующего блока памяти, подключенного адpefCHbW входе к второму выходу блока синхронизации.

На чертеже изображена блок-схема устройства для восстановления непрерывных функций по дискретным отсчетам.

Устройство содержит коьмутатор 1, блок 2 синхронизации, п блоков 3 паг мяти, п кодоуправляемых делителей А напряжения, генератор 5 временных интервалов и выходной сумматор 6, на выходе которого может быть также вкш)чен дополнительный фильтр 7 нижних Частот. В случае равных интервалов между, соседними по оси абсцисс (времени) интерполируемыми точками в качестве генератора 5 может быть использован обычный генератор тактовых Ш4пульсов. Блок 2 синхронизации и коммутатор 1 могут быть выполнены аналогичными,примененным элементам в известном устройстве, а при соответствующем изменении структуры коммутатора 2 в качестве блока 2 синхронизации может быть использован двоичный счетчик, вьосоды старших и младвих разрядов которого будут первым и вторым выходами блока синхронизации соответственно. В качестве блока 3 памяти исполь зуются перепрогра№ 1фуе1«йе запоминаю щие устройства. Устройство для восстановления непрерывных функций работает следующим образом. С шин 8 ввода узловых значений ординат на сигнальные входы коммута тора 1 поступают входные значения сигналов, подлежащих интерполяции. На выходах коммутатора t в каждый м мент времени из совокупности входных сигналов выделяются п отсчетов, которые поступают на сигнальные вхо ды соответствующих делителей А, коэ фициенты передачи которых задаются значениями выходных кодов блоков 3 памяти. В калдом из блоков 3 памяти записан набор коэффициентов, опреде лякщих веса, с которьми в результирующий выходной сигнал-устройства входят отдельные дискретные отсчеты ординат интерполируемой функции. Значения козф4и1циентов определены заранее, исходя из выбранного ввда интерполяции, количества узловых зн чений ординат функции, по которым производится интерполягщя, и коли|чества.промежуточных интерполируеьак точек между двумя соседними узловыми значениями ординат функции. Так, если на каждом текущем интервале интерполяции х, х исходная функция интерполируется кубическим . полиномом, проходящим через узловые значения ординат f(x,-i); f(xp; f(x54i); f(x,42) значения весовых коэффициентов интерполирующего ряда () f(x)Za; f(х,. J j«o i будут определяться выражениями вида 1 . 1 -. 1 . I - f2- - V 62 3 о V +1; -1 гч 11-21 in-i. X - Х| Xj -X Величина f изменяется на каждом интервале интерполяции в пределах . от О до 1. Разбивая этот интервал на требуемое количество частей, исходя из заданной точности восстановления, определяют значения искомых коэффициентов, подлежащих записи в блоки 3 памяти. Так, если выходной сигнал устройства формируется на каждом интервале интерполяции для значений относительно величин 0,25; 0,5 и 0,75, то в блоки 3 памяти будут занесены коэффициенты, представленные в таблице. Для. специализированных устройств,ос5Ш ествляющих восстановление функций с помощью неизменяемого интерполирующего ряда, значения указанных коэффициентов могут обеспечиваться, в частности, за счет соответствующего выполнения управляемых делителей, а необходимость переключения коэффициентов - непосредственно выходным сигналом с второго выхода блока синхронизации. В процессе работы от генератора 5 в блок 2 синхройизации поступает сигнал о начале очередного интервала интерпо.ляции. С первого выхода блока 2 поступает сигнал на управляющий вход коммутатора 1, под действием которого из входных сигналов устройства на соответствующие выходы коммутатора 1 поступает п сигналов, например f(x); f(x,); f(x|+) и f( « C.Bfoporo выхода блока 2 синхронизации на адресные входы блоков 3 памяти поступает код . При этом соответствующие значения коэффициентов считыоваются из блоков 3 памяти на входы управляемых делителей А и умножаются на значения соответствующих дискретных отсчетов восстанавливаемой функции. Полученные произведения поступают на сумматор 6 и далее через фильтр 7 нижних частот на выход устройства. S1 Далее генератор 5 подает в блок 2 синхронизации сигналы соответствующие следующим моментам времени IT восстановления промежуточных значений функции па инtepвaлe .интерполяции JXi . При этом состояние коммуitaTopa i йе изменяется, а происходит изменение значений весовых коэффициентов, считываемых с выходом блоков J3 йамятй tie управляемые делители 4 1нв1фяжения. Описанный процесс повто|ряе с|1 до завершения обработки теку:щего. чщпкрвлаа. i интерполяции. .Затем генератор 5 подает в блок 2 |с1шхрокизаци1{ сигнал о начале нового интервала ивтерполяции. С первого блока 2 на управляющий вход коммутатора t поступает ьигнал, под 32 действием которого на выходах коммутатора 1 происходит циклическая смена сигналов; ,с первого выхода - на второй, с второго - на третий и т.д. На первый выход коммутатора 1 поступает новое значение сигнала f(, ) из совокупности дискретных отсчетов интерполируемой функции. Далее процесс интерполяции продолжается аналогично, описанному. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет осуществлять восстановление функций без выполнения промежуточных операций весового суммирования и вычитания,что повышает инструментальн точность интерполяции функщ1й.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ФУНКЦИЙ ПО ДИСКРЕТНЫМ ОТСЧЕТАМ, содержащее генератор временных интервалов, подключенный выходом к входу блока синхронизации, соединенного первым выходом с управлякнцим входом коммутатора, подклю-. ченного сигнальньми входами к шинам ввода узловых значений ординат функции, и выходной сумматор соединенный входами с выходами (п-1) кодоуправляемых делителей напряжения (где п - количество узловых значений ординат фзгнкции, по которьм производится интерполяция), отличающ е е с я тем, что, с целью повышения инструментальной точности, в него введены п блоков памяти и п-й кодоуправляёмый делитель напряжения, подключенный выход к дополнительному входу выходносо сумматора, причем калодый кодоуправляемый делитель напряжения соединен сигнальньм входом с соответств ощим выходом коммутатора, a управляющим входом - с выходом соответствукщего блока памяти, подключенного адресным входом к второму выходу блока синхронизации. ю сд О) со ю

«