Интерполятор Советский патент 1981 года по МПК G05B19/4105 G06G7/30 

(54) ИНТЕРПОЛЯТОР

1

л

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в различных радиотехнических, вычислительных и измерительных системах.

Известно устройство, которое позволяет производить кусочно-линейную интерполяцию по отсчетам, следующим с переменными, по заранее известным периодам между отсчетами, и содержит блоки памяти и логические узлы 1.

Недостатками этого устройства являются малая точность (из-за кусочно-линейного восстановления функции между отсчетами), а также то, что все промежутки между отсчетами должны быть известны заранее и записаны в устройство хранения.

(Известно также устройство, которое восстанавливает функцию но отсчетам, следующим с заранее неизвестным случайным периодом. Оио содержит синхронизатор и последователь-. но соединенные первое запоминающее устройство, сумматор, ключ, второе запоминающее устройство и интегратор 2.

Недостатком этого устройства является низкая точность работы, так как оно реализует не интерполяционный, а экстраполяционный алгоритм восстановления функции между отсчетами.

Цель изобретения - повышение точности восстановления непрерьюных функций по дискретным отсчетам, следующим с постоянным периодом, при наличии случайных однократных выпадений некотсфых из отсчетов.

10 Поставленная цепь достигается тем, что в интерполятор, содержащий синхронизатор.и последовательно соединенные первое запоминающее устройство, алгебраический сумматор, первый ключ, второе запоминающее устройство

и интегратор, введены первое устройство задержки, второй ключ и последовательно соединенные сумматор по модулю 2, второе устройство задержки и блок запрета, выход которого подключен ко второму входу первого ключа,

а второй вход - к выходу синхронизатора и первому входу сумматора по модулю 2, соединенного вторым входом со входом интерполятора, со входом первого устройства задержки и с первым входом второго ключа, выход которого подключен к выходу первого устройства задержки и ко входу первого запоминающего устройства, а второй вход ко второму выходу второго устройства задержки и ко второму входу интегратора, соединенного выходом со вторым входом алгебраического сумматора. На фиг. 1 приведена функциональная схема интерполятора; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. Интерполятор содержит первое устройство задержки 1, сумматор 2 по модулю 2, второй ключ 3, первое запоминающее устройство 4, второе устройство 5 задержки, сумматор 6, первый ключ 7, блок 8 запрета, синхронизатор 9, второе запоминающее устройство 10 и управляемое сопротивление И интегратора 12. Интерполятор работает следующим образом. Пусть с момента времени -t Q на вход интерполятора с периодом Т поступают отсчеты (фиг. 2а) непрерывной функции, имеющей постоянную составляющую, такую, что (Uдфф-Эффективное значение напряжения). В некоторых точках (например) fcj ) отсчеты отсутствуют из-за выпадения. При зтом допускается, что происходят только одиночные выпадения. Устройство 1 задерживает ряд отсчетов на величину периода Т (фиг. 2 б). После поступления первого ртсчета на вход устройства 4 на его выходе фиксируется напряжение равное по величине и противоположное по знаку значению поступившего отсчета (фиг. 2 в Это напряжение поступает на первый вход сумматора 6, на второй вход которого поступает напряжение, равное нулю, с выхода интерполятора. Следовательно, на выходе сумматора 6 появится напряжение, равное по величине, но противоположное по знаку напряжению на -первом входе сумматора. Это напряжение через ключ 7, открывающимся на короткие промежутки времени за счет управляющих импульсов, поступающих через открытый блок 8 с синхронизатора 9 (фиг. 2 д), фиксируется на входе устройства 10 (фиг. 2 г) С выхода устройства 10 напряжение подается на интегратор 12, на входе которого формируется напряжение, линейно-изменяющееся от нуля до величины первого отсчета (фиг. 2 и) В момент прихода второго отсчета на вход устройства 4 на его выходе фиксируется напряжение, равное по величине амплитуде второго отсчета и противоположное по знаку. Это напряжение поступает на первый вход сумматора 6. На выходе сумматора 6 формируется разность между напряжением на его первом входе и напряжением на выходе интегратора 12. В MOMeFir замыкания ключа 7 зта разность фиксируется на выходе угтрон54ства 10 (фиг. 2 г) и далее подается на интегратор 12. На выходе интегратора 12 формируется напряжение, линейно-изменяющееся от значения амплитуды первого отсчета до величины второго отсчета (фиг. 2 и). В дальнейщем весь процесс восстановления продолжался бы с периодом Т, но в момент из входе интерполятора отсчет отсутствует из-за выпадения. В момент с л на выходе сумматора 2 появится импульс (фиг. 2 е), который поступает на вход устройства 5. Спустя время Т на втором выходе устройства 5 появится импульс (фиг. 2 ж), который откроет ключ 3, и значение последующего отсчета (фиг. 2 а, момент -ti ) поступит на вход устройства 4 без задержки в устройстве 1. Этот же илшульс устройства 5 изменяет (увеличивает в 2 раза) значение сопротивления 11 в интеграторе 12 и, начиная с. момента времени -tj , в течение интервала - 2Т скорость изменения напряжения на выходе интегратора 12 становится меньще в два раза. На BTQpoM выходе у1тройства 5 появится импульс,- задержанный по отношению к входному на время С 2Т (фиг. 2 з), этот импульс поступает на управляющий вход блока 8 и закрывает его. Следовательно, в момент -fe управляющий импульс с синхронизатора 9 не откроет ключ 7, что позволит получить на выходе интегратора 12 напряжение, линейно-изменяющееся от величиш 1 амплитуды отсчета, предшествующего выпадению, до величины последующего отсчета (фиг. 2 и). Это дает возможность уменьшить ошибку восстановления на интервале интерполяции по сравнению с тем случаем, когда не применяется специальных мер для борьбы с вьшадениями (показано пунктиром на фиг. 2 и). В дальнейщем процесс восстановления происходит согласно выше описанному принципу. Таким образом, предлагаемый интерполятор позволяет осуществлять линейную интерполяцию функции при наличии случайных одиночных выпадений из отсчетов и обеспечивает большую точность восстановления. Формула изобретения Интерполятор, содержащий синхронизатор и последовательно соединенные первое запоминающее устройство, алгебраический сумматор, первый ключ, второе запоминающее устройство и интегратор, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности интерполятора, в него введены первое устройство задержки, второй ключ и после цовательно соединенные сумматор по модулю 2, второе устройство задержки и блок запрета, пыход

которого подключен ко второму входу первого ключа, а второй вход - к выходу синхронизатора и первому входу сумматора по модулю 2, соединенного вторым входом со входом интерполятора, со входом первого устройства задержки и с первым входом второго ключа, выход которого подключен к выходу первого устройства задержки и ко входу первого запоминающего устройства, а второй вход - ко второму выходу второго

9ае /

85975«

устройства задержки и ко второму входу интегратора, соединенного выходом со вторым входом алгебраического сумматора.

JИсточники информации,

принятые во внимание при экспертизе

ff}

SJ

L

д

.

.1

-г i -t

Y /

L

I V

f