Линейный интерполятор Советский патент 1980 года по МПК G06G7/30 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для преобразования дискретных сигналов в непрерывные. Известен линейный интерполятор 1 содержащий два генератора тока, два запоминающих конденсатора, один интегрирующий конденсатор и два ключа К недостаткам этого ин.терполятора следует отнести большую погрешность интерполяции, особенно при изменении полярности входных сигналов, узкий диапазон измерения периода следования входных сигналов, необходимость применения источника входных сигналов изолированного от общего провод изменение полярности выходного сигна ла на обратную входуому. Наиболее близким техническим решением является линейный интерполятор 2, содержащий клич, информационный вход которого является информационным входом интерполятора, а управляющий вход - синхронизирующ входом интерполятора, первый управляемый генератор тока, выход которо го является выходом интерполятора, иНтегрирукяций конденсатор, запомина .щий конденсатор, одна обкладка кото рого соединена с выходом ключами с управляющим входом первого генератора foKa, а другая обкладка - с первой обкладкой интегрирующего конденсатора и выходом интерполятора, вторая обкладка интегрирующего конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала, второй управляемый генератор тока, выход которого соединен с выходом интерполятора. К его.недостаткам следует отнести низкое быстродействие, возрастание погрешности и снижение диапазона амплитуд выходных сигналов при изменении полярности входных сигналов. Цель изобретения - повышение точности за счет расширения диапазона выходных сигналов и повышение быстродействия . Это достигается тем, что линейный интерполятор, содержащий ключ, информационный вход которого является информационным входом интерполятора, а управляющий вход - синхронизирующим входом интерполятора, первый управляемый генератор тока, выход которого является выходом интерполятора, интегрирующий конденсатор, запоминающий конденсатор, одна-обкладка которого соединена е выходом ключа и с управляющим входом первого управляемого генератора тока, а другая о ,кладка - с первой обкладкой интегри рующего конденсаторй и выходом инте полятора, вторая обкладка интегриру щего конденсатора соединена с шиной нулевого потендаала, второй управляемый генератор тока, дополнительно содержит потенциометр, подвижный кон так которого соединен с выходом инт ерпопятора, а неподвижные контакты с выходами первого и второго управ Шёййх генераторов тока, управляющий вход второго управляемого генератора тока соединен с выходом ключа. На чертеже изображена схема предлагаемого интерполятора. Линейный интерполятор содержит два управляемых генератора 1 и 2 то.йаГ Эапоминающий и интегрирующий кон денсаторы 3 и 4, ключ 5, потенциометр б., Интерполятор работает следующим образом. В исходном состоянии токи генераторов 1, 2 равны и выходное напряже ййе интерполятора равно нулю. При поступлении на ключ 5 входного сигнала (t) и импульса синхронизации и, (t) ключ 5 открывается и запоминающий конденсатор 3 заряжается до разности напряжений входного и выход ного сигналов. Под действием положительного управляющего напряжения на конденсаторе 3 ток ге нератора 2 уменьшается, а генератора 1 увеличивается. Под действием отрйцате Льного напряжения на конденсаторе 3 ток генератора 1 уменьшается, а генератора 2 - увеличивается. Напряжение на интегрирующе,м. конденсаторе 4 в течение периода дискретизации Т изменяется по линейному закону. Емкость конденсатора 4 выбирается таким образом, чтобы за время Тд приращение напряжения нанем достигло уровня уп равЛяю14ёго напряжения ka запоминаю щем конденсаторе 3. Емкость конденсатора 3 должна быть значительно меньше емкости конденсатора 4, чтобы й резУльтате заряда конденсатора 3 напряжение на конденсаторе 4 не изменялось. Таким образом, выходной сигнал представляет собой кусочно-линейную (yfiKiiHieVrtpoxoflHtiiyio через вёршйнй амплйтудно-МОдулирЬванной послёдбвательности импульсов, задержанную на время Тд. Быс.тродействиё интерполятора определяется током заряда конденсатора 4. Для максимального входного сиг нала любой полярности один генератор тока будет закрыт, а другой - по ностью открыт и, следовательно, ток заряда конденсс то а 4 будет равен Ш1 ссй1майьному Tofty трйнзистоЕ а генератора тока - З лсткс- Быстродействие будет равно т в - мокс где емкость конденсатора 4. Для прототипа максимальный ток з. ряда не может быть больше 0,5 мвкс / так как для положительных входных сигналов максимальный ток заряда равен 01 отрицательных сигналов максимальный ток заряда равен Э,гдеЭо ток через генер аторы тока при О, Следоватёлбно; быстродействие предложенного-интерполятора выше, чем у прототипа. Для прототипа при Зо - 0, при входных сигналах отрицательной полярности амплитуда выходных сигналов не может быть больше, v, где Е - напряжение питания генераторов 1 и 2 тока. Следовательно, для всех сигналов отрицательной полярности прототип имеет большую погрешность, чем для положительных входных сигналов. Предложенный интерполятор одинаково передает сигналы любой полярности с амплитудой, достигающей величины и, следовательно, обладает большей точностью. В случае применения в источниках 1 и 2 тока предложенного интерполятора полевых транзисторов с каналами противоположного типа проводимости токи утечек затворов транзисторов имеют противоположные знаки, вследствие чего конденсатор 3 может быть выбран меньшей величины, чем в прототипе, при прочих равных условиях. Это позволяет уменьшить емкость конденсатора 4 и, следовательно, Дополнительно повысить быстродействие. В предложенном интерполяторе не требуется подбирать резисторы в истоках транзисторов, поскольку настройка производится установкой с помощью потенциометра 6 нулевого напряжения. Формула изобретения Линейный интерполятор, содержащий ключ, информационный вход которого является информационным входом интерполятора, а у правляющий вход - синхронизирующим входом интерполятора, первый управляемый генератор тока, выход которого является выходом интерполятора, интегрирующий конденсатор, запоминающий кондёнс атор, одна обкладка которого соединена с выходом ключа и с управляющим входом первого упраляемого генератора тока, а другая обкладка - с первой обкладкой интегрирующего конденсатора и выходом интерполятора, вторая обкладка интегрирующего конденсатора соедийена с шиной нулевого потенциала, второй управляекплй генератор тока, отличаюгцийс я тем, что, о целью повышения точности и быстродействия, он содержит потенциометр, подвижный контакт которого соединен с выходом интерполятора, а неподвижные контакты - с выходами первого и второго управляемых генераторов тока, управляющий вход,второго управ|ляемого генератора тока соединён с выходом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 430393, кл. G Об G 7/30, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР 452011, кл. G 06 G 7/30, 1975 (прототип).