Цифровой квадратичный интерполятор Советский патент 1987 года по МПК G06F17/17 

113

Изобретение относится к средствам обработки экспериментальной информации и может быть использовано для интерполирования случайных процессов кривой второго порядка.

В практике обработки экспериментальной информации, представленной в

виде случайных процессов, часто возникают ситуации, когда обрабатываемый процесс известен только в определенных значениях аргумента, т.е. у.

. fСх{) при i 0, п. По данным значениям в точках (узлах) интерполяции определяется величина функции в любой точке аргумента. Предлагаемый цифровой квадратичный интерполятор может быть использован в автоматических системах обработки информации в радиолокации, телеметрии, связи, а также в вычислительных устройствах при обработке экспериментальной информации, представленной в виде случайных процессов.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и сокращение объема аппаратуры интерполятора за счет реализации интерполяции только одномерных функций.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока пересчета; на фиг. 3 - структурная схема блока управления; на фиг. 4 - принцип интерполяции.

Цифровой квадратичный интерполято содержит блок пересчета 1„ второй счетчик 2, блок управления 3, блок памяти 4, первый регистр 5, второй регистр 6, третий регистр 7, четвертый регистр 8, операционный блок 9,

Пересчетный блок вк.тотает (фиг. 2 двоичный счетчик 10, схему сравнения 11.

Блок управления (фиг. З) содержит вычитатель 12, сумматор 13, элемент ИЛИ 14, RS-триггер 15-, генератор импульсов 16, трехразрядный двоичный счетчик 17. Операционный блок выполнен аналогично прототипу.

На фиг. 4 обозначены: -А - - (i- 1)-я - точка интерполяп га, Х; - i-я точка интерполяции; х-,- (i+l) - точка интерполяции; Х; -(х+2)я - точка интерполяции; у

- значение

функции в (1-1)-ой точке интерполяции; у. - значение функт -ии в i-ой точке интерполяции; у. - значение

1 +1

функции в (1+1)-й точке интерполяции;

22

у. - значение функции в (1+2)-й точке интерполяции; х - значение аргумента в интерполируемой точке; , у(х) - интерполированное значение

функции; dx - шаг дискретизации интервала между точками интерполяции; Дх - значение интервала между точками интерполяции; U - значение интервала между аргументом в интерполируемой точке и предшествующей точкой интерполяции; Р (х) - первый интерполяционный полином; Pj (х) - второй интерполяционный полином.

Цифровой квадратичный интерполятор работает в двух режимах: в режиме линейного развертывания аргумента и режиме внешнего запуска.

Рассмотрим работу устройства в режиме линейного развертьшания аргумента.

Обрабатываемый процесс у(х), заданный в точках интерполяции у(х,), в параллельном двоичном коде записывается в блок памяти 4. Эпюра процесса приведена на фиг. 4. На первый вход устройства подается в параллельном двоичном коде значение интервала между точками интерполяции. На второй вход устройства подается последовательность синхронизирующих импульсов. Блок 1 пересчета производит дискретизацию интервала между точками интерполяции и формирует значение интервала между аргументом интерполируемой точки и предшествующей точкой интерполяции, которое на фиг. 4 обозначено как U. На первом выходе блока 1 пересчета формируется импульс, соответствующий следующей точке интерполяции. На втором входе блока 1 пересчета формируется в параллельном двоичном коде значение интервала между аргументом интерполируемой точки и предшествующей точкой интерполяции, которое поступает на первый вход операционного блока 9.

Счетчик 2 формирует в параллельном двоичном коде номер точки, предшествующей интерполируемой точке (на

фиг. 4 номер предшествующей точки обозначен через i).

Блок управления 2 формирует в параллельном двоичном коде адреса четы- рех точек (1-1)-й, 1-й, (i+l)-и,

(i+ )-й, по которым производится интерполяция, причем зн ачение аргумента интерполируемой точки нахо,дится в интервале х -i х х j,. . На втором

выходе блока 3 формируются синхроим- лульсы для работы первого 5, второго 6, третьего 7,.четвертого 8 регистров.

По адресам опроса блок памяти А выдает в параллельном двоичиом коде значеиие функции у.

1 -(

У.,

У,-М

Данные значения поступают в регистры последовательно. Запись происходит с приходом синхроимпульсов из блока 3. Далее значения функции у. У,- У%, 7,4., поступают на входы операционного блока 9. Операционный блок 9 вычисляет два полинома второй степени

Р.(х) y...,-b-ff x-Hu) 4а -Л+ и)

. ,ч и(дХ

. ПЦГУТ

Pi(x) У;

ДУ; U

(лу;

141

- йу.

4Х

u(u - .д х) 2 ( ,

4У-.

У

и

- У 1 + 1

ЛУ;., У) - ,

30 регистра и к третьему информационному входу операционного блока, выход второго регистра подключен к информа ционному входу операционного блока, выход третьего регистра подключен к входу четвертого регистра и к пятому информационному входу операционнрго блока, выход четвертого регистра под ключен к шестому входу операционного блока, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены RS-триггер, вычитатель, сумматор, элемент РШИ, генератор тактовых импульсов, счетчи причем первый вход элемента ИЛИ под35

Интерполяционные полиномы приведены на фиг, 4.

На выходах операционного блока 9 формируется интерполированное значение функции у(х) в виде

у(х) 1 Р,(х) +.Рг{х)

Первый режим работы устройства - режим линейного развертьшания аргумента отличается от второго режима - 45 к входу пуска устройства, режима внешнего запуска только тем, второй вход элемента ИЛИ подключен .к

40

выходу Равно схемы сравнения, выход элемента ИЛИ соединен с установочным входом RS-триггера, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с входами записи первого, второго, третьего и четвертого регистров и с счетным входом счетчика, блока управ- ления, выходы первого и второго разрядов которого подключены к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен выход вычитателя, вход уменьшаемого которого соединен

что при работе в режиме внещнего за- .пуска интерполятор определяет значение функции только в той точке аргумента, координаты которой устанавли- 50 ваются заранее на входах устройства.

В остальном принцип работы квадратичного интерполятора в обоих, указанных режимах идентичен.

Формула изобретения

Цифровой квадратичный интерполятор, содержа1Ций первый и второй счетчики.

.

блок памяти, операционный блок, первый, второй, третий и четвертый регистры, схему сравнения, причем информационный вход первого счетчика , соединен с входом номера интерполируемой точки устройства, счетньй вход первого счетчика соединен с входом признака перехода к следующей интерполируемой точке устройства,, вход

JO записи счета первого счетчика соединен с входом пуска устройства и с входом записи счета второго счетчика, информационный вход которого соединен с входом задания координаты

15 точки интерполяции устройства, информационный выход первого счетчика соединен с первым информационным входом операционного блока и с первым входом схемы сравнения, второй вход которой

20 соединен с вторым информационным входом операционного блока и с входом расстояния между точками интерполяции и устройства, вход Равно схемы сравнения соединен с входом обнуления

25 первого счетчика с счетным входом второго счетчика, выход блока памяти соединен с информационным входом первого регистра, выход которого подключен к информационному входу второго

30 регистра и к третьему информационному входу операционного блока, выход второго регистра подключен к информационному входу операционного блока, выход третьего регистра подключен к входу четвертого регистра и к пятому информационному входу операционнрго блока, выход четвертого регистра подключен к шестому входу операционного блока, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены RS-триггер, вычитатель, сумматор, элемент РШИ, генератор тактовых импульсов, счетчик, причем первый вход элемента ИЛИ под35

45 к входу пуска устройства, второй вход элемента ИЛИ подключен .к

40

к входу пуска устройства, второй вход элемента ИЛИ подключен .к

выходу Равно схемы сравнения, выход элемента ИЛИ соединен с установочным входом RS-триггера, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с входами записи первого, второго, третьего и четвертого регистров и с счетным входом счетчика, блока управ- ления, выходы первого и второго разрядов которого подключены к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен выход вычитателя, вход уменьшаемого которого соединен

513174526

с выходом разрядов второго счетчика,дом обнуления RS-триггера и с входом

а вход вычитаемого вычитателя подклю-обнуления счетчика блока управления,

чен к входу логической единицы уст-выход сумматора соединен с адресным вхоройства, выход третьего разряда счет-дом блока памяти,выход операционного

чика блока управления соединен с вхо- 5блока является выходом устройства.

Вход 8nSJ

L..

Изобретение относится к средствам автоматики, вычислительной техники и средствам обработки информации. Интерполятор может применяться при обработке экспериментальной информации, в вычислительной технике, автоматических устройствах управления. Целью изобретения является увеличение быстродействия и сокращение объема аппаратуры интерполятора за счет реализации интерполяции только одномерных функций. Интерполятор содержит два счетчика 1, 2, блок управления 3, блок памяти 4, четьфе регистра 5- 8, операционный блок 9 и новые связи между ними, что позволяет достичь цель изобретения. 4 ил. (Л uroff Дгв«74 со 4 сл Ю Oaixod Puf. J

к

ir

2425/44

Тираж 672 Подписное 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

,У(Х}

PtlX}