Цифровой линейный интерполятор Советский патент 1986 года по МПК G06F17/17 

Изобретение относится к средствам оперативной, обработки информации и может быть использовано как для линейного интерполирования реализаций случайных процессов, заданных в узлах, так и для интерполирования известных функций, заданных в узлах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей цифрового линейного интерполятора путем обеспече ния интерполяции функций как при линейно изменяющемся аргументе, так и при произвольно задаваемых значениях аргумента.

. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 и 3 - графическое пояснение принципа линейной интерполяции.

Интерполятор содержит (фиг.1) пересчетный блок 1, блок 2 сравнения цервый элемент ИЛИ 3, счетчик 4, блок 5 памяти, первый элемент б задержки, второй элемент liJffl 7, второй регистр 8 хранения, nepBbrfi регистр 9 хранения, блок 10 вычитания, блок 11 деления, блок 12 умножения, блок 13 суммирования и второй элемент 14 задерзкки.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: X. - узел интерполяции, i - номер узла интерполяции, &х - шаг между узлами интерполяции, х - текущий номер дискрета узлами интерполяции, и - число дискрет от узла интерполяции до х, у(х-) значение функции в узле интерполяции, у. (х) - значение функции в точке, соответствующей х, полученное в результате интерполирования.

Цифровой линейньп интерполятор может работать в двух ре кнмах.

В режиме работы при линейно изменяющемся аргументе на вход интерполятора подается Цоследовательность тактовых импульсов. Интервалы меясду этими импульсами соответствуют интервалам между дискретами, расположенными между узлами интерполяции (фиг.2). На вход задания шага интерполятора подается двоичньш код, соответствующий величине шага между узлами интерполяции. В данном режиме входы номера дискрета аргумента, номера интервала интерполяции и интерполятора не используются. Код шага ьежду узлами интерполяции с вхоДа подается на блок 2 сравнения и на блок 11 деления, Последовательность тактовых импульсов с входа интерпо

5

0

5

0

5

лятора поступает на суммирующий вход пересчетного блока 1, Получающаяся сумма появляется на выходе пересчетного блока 1. Эта сумма является числом дискрет, отсчитываемых от левого узла интерполяции до х (фиг,2). Она подается на блок 12 умножения и на блок 2 сравнения. Как только сумма в блоке 2 сравнения сравняется с величиной шага между узлами интерполяции, на выходе блока 2 сравнения появляется импульс. Этот импульс поступает на обнуляющий вход пересчетного блока 1 и на вход первого элемента ИШ- 3. Импульс, поступив на обнуляющий вход пересчетного блока 1, обнуляет последний, после чего процесс суммирования начинается снова и продолжается до появления очередного обнуляющего импульса. Импульс с выхода блока 2 сравнения проходит через первьш элемент И 3 и с некоторой задержкой поступает на суммирующий вход счетчика 4. До поступления этого импульса на выходе счетчика 4 формировался двоичньц код, соответствующий узлу интерполяции х. (фиг.2)..По коду, соответствующему узлу х-,на выходе блока 5 памяти формируется значение функции у(Х|), записанное в блоке 5 памяти предварительно. Значение функции У(Х.) с выхода блока 5 памяти записывается во второй регистр 3 хранения. Импульс, поступая на суммирующий вход счетчика 4, вызывает появление на выходе счетчика 4 отсчета, соответствующего узлу интер

(фиг.2). Код узла х.

поляции X.

1 -г I

поступая на адресный вход блока 5 памяти, вызывает появление на его выходе значения функции у(х.) . В то же время импульс, пройдя через первый элемент 6 задержки и через второй элемент ИЛИ 7,поступает на входы записи первого и второго регистров 9 и 8 хранения с задержкой, достаточной для того, чтобы на выходе блока 5 памяти ... сформировалось значение функции У(Х.,). По импульсу с выхода ззторого элемента ИЛИ 7 производится запись в первый и второй регистры 9 и 8 хранения, в результа- те чего значение функции у(х.) записывается из второго регистра 8 хра- ,- нения в первый регистр 9 хранения, а значения функции у(х.,) - из блока 5 памяти во второй регистр 8 хранения .

Интерполятор работает по следующему алгоритму:м

У(;.,)-V(K|)

(х)у(х.)+

йХ

и

Значение функции у(х. ) поступает с второго регистра 8 хранения на блок 10 вычитания. Значение функции у(х.) с первого регистра 9 хранения поступает на блок 13 суммирования и на блок 10 вычитания. С выхода блока 10 вычитания получившаяся разность поступает на блок 11 деления, где делится на дх. С выхода блока 11 деления частное поступает в блок 12 умножения, в котором оно перемножается с текущим значением и, и проходит на блок 13 суммирования . С выхода последнего полученная сумма поступает на выход интерполятора. Эта сумма соответствует в двоичном коде значению у (х) .- При этом значение U определяется суммой записанной в пересчетном блоке 1, При обнулении пересчетного блока 1 обнуляющим -импульсом процесс повторяется.

В режиме работы при внешней установке значений аргумента на вход задания шага интерполятора подается код, соответствующий величине шага между узлами интерполяции. На вход номера дискрета аргумента интерполятора подается код номера дискрета х лежащего в пределах от Х; до х-,. Требуемые зна чения у (х) формируются для этого дискрета. На вход номера интервала интерполяции интерполятора подается код номера узла интерполяции х-. На вход запуска интерполятора в данном режиме подается импульс, запускающий интерполятор. Вход тактовых импульсов интерполятора не используется. .

Перед началом работы на пересчетный блок 1 подается код номера дискрета X с входа номера дискрета аргумента интерполятора. Код, соответствующий величине шага .межд,у узлами интерполяции, подается с входа задания шага на блок 11 деления. С входа номера интервала интерполяции интерполятора на счетчик 4 подается номер узла интерполяции х. Интерполятор начинает работать при подаче запускающего импульса на вхо запуска. Этот импульс, поступая на пересчетньй блок 1, вызывает запись в него кода, соответствующего номер

дискрета х, ,и передачу его на блок 12 умножения. Запускающий импульс, поступив на счетчик 4, вызывает запись в него номера узла х . Код узла X., поступая на вход блока 5 памяти вызывает появление на его выходе значения функции у(х ), предварительно записанного в блок 5 памяти. Запускающий импульс, пройдя через второй элемент 14 задержки поступает на.первый и второй элементы ИЛИ 3 и 7. Импульс с выхода второго элемента ИЛИ 7 с задержкой (относительно входного импульса), достаточной для появления на выходе блока 5 памяти значения функции у(х), поступает на входы записи первого и второго регистров 9 и 8 хранения и вызывает запись значения функции у(х-)

во второй регистр 8 хранения. Одновременно с этим запускающий импульс, пройдя первый элемент ИЛИ 3, поступает на суммирующий вход счетчика 4. Этот импульс, суммируясь с номером

узла интерполяции х- , вызывает появление на выходе счетчика 4 числа, соответствующего узлу х. Это число, поступая в блок 5 памяти, вызывает появление на его выходе значения

функции у(х-,). Одновременно с этим импульс с выхода первого элемента ИЛИ 3, пройдя первый элемент 6 задержки и второй элемент ИЛИ 7, попадает (с задержкой) на входы записи первого, и второго регистров 9 и 8 хранения. В результате этого значе- ние функции у(х-) находящееся во втором регистре 8 хранения, сдвигается в первьй регистр 9 хранения, во второй регистр 8 хранения записывается значение функции y(Xj, ). С выходов второго и первого регистров 8 и 9 хранения значения функции у(х.) и у(к. ) поступают на блок 10 вычитания-. Дальнейшая обработка значений функции происходит по aлгopит ry, соответствующему выражению (1).

Формула изобретения

Цифровой линейный интерполятор,

содержащий пересчетный блок и последовательно соединенные первый регистр .хранения и блок суммирования, о т- личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путём обеспечения интерполяции функций как при линейно изменяющемся аргументе, так и при произ

51

вольно заданном аргументе, в него введены блок сравнения, первый и второй элементы ИЛИ, счетчик, блок памяти, первый и второй элементы задержки, втор ой регистр хранения, блок вычитания, блок деления и блок умножения, причем вход тактовых импульсов интерполятора соединен с суммирующим входом переСчетного блока, вход номера дискрета аргумента интерполятора соединен с входом установки начального значения пересчетного блока, выход пересчетного блока соединен с первым входом блока сравнения и первым входом блока умножения, второй вход блока сравнения и первый вход блока деления соединены с входом задания шага интерполятора, выход блока сравнения .соединен с обнуляющим входом пересчетного блока и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход.Которого соединен с входом первого элемента задержки и с суммирующим входом счетчика, выход-которого соединен с адресным входом блока памяти, выход которого соединен с ин- формадионным входом второго регистра хранения, вход коДа номера интервала В}(од

s о-

Вход-/

5076

интерполяции интерполятора соединен с входом установки начального значения счетчика, вход запуска интерполятора соединен с входом записи начального значения пересчетного блока с входом записи начального значения счетчика и входом второго элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом второго . элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, выход второго элемента ИЛИ соединен с входами разрешения записи

первого и второго регистров хранения, виход второго регистра хранения соединен с первым входом блока вычитания и с информационным входом первого регистра хранения, выход которого

соединен с первым входом блока суммирования и вторым входом блока вычитания, выход которого подключен к второму входу блока деления, вьЬсод которого соединен с вторым входом блока

множения, выход блока умножения

соединен с торым входом блока суммиования, выход которого является выодом интерполятора.

/

М

/J

fpus, /

УИ

М.Уинт(}

Изобретение относится к средствам обработки информации, может быть использовано при оперативной обработке сигналов (информации), радиосвязи, телеметрии. Целью изобретения является обеспечение линейного интерполирования нестационарных случайных процессов неслучайных функций, заданных в узлах при априорно неизвестном наклоне интерполирующей прямой. Сущность изобретения состоит в построении на интервале интерполяции интерполирующей прямой и в вычислении приращения интерполируемого процесса на заданном интервале дискретизации. Интерполятор содержит пересчетный блок, блок сравнения кодов, счетчик, блок памяти, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы за-ф держки, первый и второй регистры нения, блок вычитания, блок деления, (Wr блок умножения, блок суммирования. 3 ил. NP СЛ 4 СП

Л h XL-7 i

.г

Заказ 4723/54 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое; предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4