Цифровой интерполятор Советский патент 1979 года по МПК G05B19/18 G05B19/4103 

(54) ЦИФРОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Предлагаемое устройство относится к области вычислительной техники и может быть использовано впостроителях графической информации и в системах программного управления.

Известен цифровой линейный интерполятор, содержащий блок двоичных умножителей, блок ввода данных, оперативный запоминающий блок, блок вычисления величины участка торможения, блок задания скорости , блок управления и пульт управления.

Йедостатком этого устройства является неравномерность следования импульсов на выходе и, следовательно, пониженная точность.

Наиболее близким техническим решением является линейный интерполятор с оценочной функцией, содержащий сумматор оценочной функции, к соответствующим входам которого подключены первая и вторая группы вентилей, входы которых подключены соответственно к прямому выходу первого координатного регистра и к инверсному выходу второго координатного регистра, блок анализа знака, первый и второй входы которого подсоединевад к прямому н инверсному выходам знакового разряда сумматора оценочной функции, первый выход блока анализа знака подключен к управл$иощему входу первой группы вентилей и входу второго блока приращения, а второй выход - к управляющему входу второй группы вентилей, входу первого блока прирашения и, через первый элемент ИЛИ, к дополняющему входу сумматора оценочной функции, задающий генератор и счётчик конца интерполяции. Устройство интерполирует вектор ступенчатой линией, состоящей из единичных приращений по направлениям осей координат. Величина ошибки интерполяции, т.е, длина перпендикуляра из наиболее удаленной трчKB ломаной на Вектор может быть выраженаrtiax AX,A4 0 - -:« ,.где Д X в Д V - длины проекций вектора на оси X и Y . Недостатком устройства является пониженная точность интерполяции н повышенная сложность. Последним шагом интерполяции иэ-за пониженной точности может быть шаг по любой координате, поэтому в устройстве использованы .два счетчика конца интерполяции, Уменьшить ошибку до минимума мож но, если в сумматор в качестве исходного состояния Но . которое в извест ном устройстве является нулевым, заносить следующую величину: дх-лУ П7 W 0- 2 Целью изобретения является повышение точности и упрощение интерполятора Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор снценочной функции, к соответствующим входам которого подключены первая и вторая группы вентилей, входы которых подключены, соответственно, к прямому выходу первого координатного регистра в к инверсному выходу второго координатного регистра, блок, анализа знака, первый и второй входы которого подсоединены к прямому и инверсному выходам знакового разряда сумматора оценочной функции, первый выход блока анализа Знака подключен к управляющему входу первой группы вентилей и входу второго блсжа приращения, а второй выход - к управляющему входу второй группы венТилей, входу первого блока приращения и, через первый элемент ИЛИ, к дополHSQomeMy входу сумматора оценочной функции, задающий генератор и счётчик конца интерполяции, двухразрядный счет чик , дешифратор, второй элемент ИЛИ три группы вентилей и блок ввода большей координаты и управления вычитание причем выход двухразрядного счетчика подключен ко входу дешифратора, выход которого соединен со входом третьей группы вентилей, управляющий вход которой подсоединен к выходу задающего генератора, первый выход третьей группы вентилей подключен к управляющему входу первой группы вентилей, второй выход - к управл5пощему входу второй группы вентилей и, через первый элемент ИЛИ, к дополняющему входу сумматора оценочной функции, третий выход третьей ГРУП15Ы вентилей подключен ко входу Сдвиг сумматора оценочной функции, а четвертый выход - к третьему входу блока анализа знака, первый, второй и третий выходы третьей группы вентилей, через второй элемент ИЛИ, подключены к вычитающему входу дВухразрядного счетчика, а третий выход третьей группы вентилей подключен к первому входу блока ввода большей координаты и управления вычитанием, второй и третий входы которого подключены к прямому и инверсному выходам знакового разряда сумматора оценочной функции, четвёртый и пятый вхо- , ды блока ввода большей координаты и управления вычитанием соединены со входами первого, второго блоков приращения, первый, второй и третий выходы яблока ввода большей координаты и управления вычитанием подключены, соответственно, к вьпиТаюшему входу счетчика конца интерполяции, к управ 1т$аощим «ходам четвертой и пятой групп вентилей, выходы которых подключены ко входу счетчика конца интерполяции, а входы четвертой и пятой групп вентилей подсоединены к прямым выходам первого и второго координатных регистров соответственно. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого интерполятора. Цифровой интерполятор содержит сумматор оценочной функции 1, у которого имеется знаковый разряд 2 с прямым 3 и инверсным 4 выходами, вход Сдвиг 5 и дополняющий вход 6, первый 7 и второй 8 координатные регистры, блок анализа знака 9, первую Ю, вторую 11, третью 12, четвертую 13 и пятую 14 группы вентилей, первый 15 и второй 16 элементъ ИЛИ, первый 17 И второй 18 блоки приращения, двухразрядный счетчик 19, дешифратор 2О, задающий генератор 21, счетчик конца интерполяции 22 и блок ввода большей координаты и управления вычитанием 23. Третья группа вентилей 12 имеет первый 24, второй 25, третий 26 и четвертый 27 . Устройство работает след юшим образом. Исходное состояние: в первый 7 и второй 8 координатные регистры занесены коды 4 X и Д Y . содержимое сумматора оценочной (}1ункции 1 и счетчика конца интерполяции 22 равно нулю, а в двухразрядном счетчике 19 установлен наибольший коп. В первом такте в сумматор оценочной функции 1 заносится код Д X и вычитается единица из двухразрядного счетчика 19. Во втором такте в сумматоре оценочной функции 1 вычисляется разность Д X - Д и вычитается единица из двухразрядного счетчика 19. В третьем такте содержимое всех, кроме знакового 2, разрядов сумматора оценочной функции 1 сдвигается вправо на один разряд, состояние знакового разряда 2 дублируется в блок ввода большей координаты и управления вычитанием 23 в счетчик конца интерполяции 22 заносится больший из кодов Д Х и & и вычитается единица из двухразрядного счетчика 19. В четвертом такте производится, в зависимости от состояния знакового разряда 2 сумматора оценочн функции, прибавление кода Д X (если в знаковом разряде единица) или вычитание кода ДY (если в знаковом разряде нуль), выдача сигнала приращения (шаг в соответствующий блок приращения 17 или 18 и вычитание, в случае шага по большей координате, единицы из счет чика конца интерполяции 22. Все после дующие такты аналогичны четвертому до тех пор, пока содержимое счетчика конца интерполяции 22 не станет равным нулю. В предлагаемом устройстве ошибка интерполяции оценивается следующим ДХ образом: 5 i .i 2л/дхЧлу2 и 5юляется минимально возможной, причем точность интерполяции одинакова для векторов, симметриЧ1п 1х относитель но биссектрисы координатного угла. Формула изобретения Цифровой интерполятор, содержащий сумматор оценочной функции, к соответ ствующим входам которого подключены первая и вторая группы вентилей, вход которых подключены, соответстенно, к прямому выходу первого координатного регистра и к инверсному выходу втчзро- го координатного регистра, блок анализа знака, первый и второй входы которого подсоединены к прямому и инверсному выходам знакового разряда с:умма 17б тора оценочной функции, первьлй выход блока анализа знака подключен к управляющему входу первой группы вентилей и входу второго блока приращения, а второй выход - к управляющему входу второй группы вентилей, входу первого блока приращения и, через первый элемент ИЛИ, к дополн5пошему входу сумматора оценочной функции, задающий генератор и счетчик конца интерполяции, отличающийся тем, что, с целыо повышения точности и упрощения интерполятора, в него введены двухразрядный счетчик, дешифратор, второй элемент ИЛИ, три группы вентилей и блок ввода большей координаты и управления вычитанием, причем выход двухразрядного счетчика подключен ко входу дешифратора, выход которого соединен со входом третьей группы вентилей, управляющий вход которой присоединен к выходу задающего генератора, первый выход третьей группы вентилей подключен к управляющему входу первой группы вентилей, второй выход - к управляющему входу второй группы вентилей и, через первый элемент ИЛИ, к дополняющему входу сумматора оценочной функции, третий выход третьей гЬуппы вентилей подключен ко входу Сдвиг сумматора оценочной функции, а четвертый выход-к третьему входу блока анализа, знака, первый, второй и третий выходы третьей группы вентилей через второй элемент ИЛИ подключены к вычитающему входу двухразрядного счетчика, а третий выход третьей группы вентилей подключен к первому входу блока ввода большей координаты и управления вычитанием, второй и третий входы которого подключены к прямому и инверсному выходам знакового разряда сумматора оценочной функции, четвертый и пятый входы блока ввода большей координаты и управления вычитанием соединены со входами первого, второго блоков приращения, первый, второй и третий выходы блока ввода большей координаты и управления вычитанием подключе{ Ы соответственно к вычитающему входу счетчика конца интерполяции, к управляющим входам четвертой и питой групп вентилей, выходы которых подключены ко входу счетчика конца интерполяции, а входы четвертой и пятой групп вентилей подсоединены к прямым выходам первого и второго координатных регистров соответственно.