Устройство для восстановления непрерывных функций по дискретным отсчетам

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ФУНКЦИЙ ПО ДИСКРЕТНЫМ ОТСЧЕТАМ, содержащее генератор временных интервалов, подключенный выходом к входу блока синхронизации, соединенного первым выходом с управлякнцим входом коммутатора, подклю-. ченного сигнальньми входами к шинам ввода узловых значений ординат функции , и выходной сумматор соединенный входами с выходами (п-1) кодоуправляемых делителей напряжения (где п - количество узловых значений ординат фзгнкции, по которьм производится интерполяция), отличающ е е с я тем, что, с целью повышения инструментальной точности, в него введены п блоков памяти и п-й кодоуправляёмый делитель напряжения, подключенный выход к дополнительному входу выходносо сумматора, причем калодый кодоуправляемый делитель напряжения соединен сигнальньм входом с соответств ощим выходом коммутатора , a управляющим входом - с выходом соответствукщего блока памяти, подключенного адресным входом к второму выходу блока синхронизации. ю сд О) со ю

.,SU..1125

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОРИ ЛИП

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЩФ

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н *В ТОРСНОМЪГ СВИДЕТИГЬСТВУ (21) 3561693/24-24 (22) 05.03.83(46) 23.11.84. Бюл. У 43 (72) О,В. Руднев, А.В. Серединский и Ч.А. Эфендиев (71) Ленинградский электротехничес кнй институт связи им. проф.

М.А. Бонч-Бруевича (53) 681.335(088.8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

В 705471, кл. С 06 G 7/26, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

У 877572, кл. G 06 С 7/30, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

S 842853, кл. С 06 С 7/26, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАН0МЕ»

НИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ФУНКЦИЙ ПО ДИСКРЕТ- .

НЫМ ОТСЧЕТАМ, содержащее генератор временных интервалов, подключенный выходом к входу блока синхронизации, соединенного первым выходом с управляющим входом коммутатора, подклю-. ченного сигнальньвчи входами к шинам ввода узловых значений ординат функции., и выходной сумматор, соединенный входами с выходами (n-1) кодоуправляемых делителей напряжения (где a - количество узловых значений ординат функции, по которые произво" дится интерполяция},.о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения инструментальной точности, в него введены и блоков памяти и и-й кодоуправляемый делитель напряжения, подключенный выходом к дополнительному входу выходного сумматора, причем каждый кодоуправляемый делитель И напряжения соединен сигнально входом с соответствующим выходом коммутатора, а управляющим входом — с выхо- С дом соответствующего блока памяти, подключенного адресным входом .к вто- Я рому выходу блока синхронизации. м а

1 1125б

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования дискретных отсчетов сигнала в .непрерывный сигнал. 5

Известно устройство для интерполяции функций, содержащее входной коммутатор, выполненный на счетчике, дешифраторе и группе ключей, цифроаналоговый преобразователь, фильтр 10 нижних частот, генератор временных интервалов и блок синхронизации,. содержащий счетчик 13.

Недостатком устройства является пониженная методическая точность, 15 обусловленная кусочно-линейным характером интерполяции.

Известен также нелинейный интерполятор, содержащий блок нелинейной интерполяции, коммутатор, блок 20 синхронизации и фильтр нижних частот f27.

Недостатком данного устройства является пониженная инструментальная точность» 25

Наиболее близким к изобретению является устройство для восстановления непрерывных функций по дискретным отсчетам, содержащее генератор временных интервалов, подключенный 50 выходом к входу блока синхронизации, соединенного первым выходом с управляющим входом коммутатора, подключенного сигнальными входами к шинам ввода узловых значений ординат функ35 ции, и выходной сумматор, соединенный входами с выходами (n-1) кодоуправляемых делителей напряжения (где n « число отсчетов функции на текущем интервале воспроизведения), 40 каждый из которых подключен сигнальным входом к выходу соответствующего промежуточного сумматора, а управляющим входом — к второму выходу блока синхронизации непосредственно или через соответствующий преобразователь кодов, причем входы промежуточных сумматоров н дополнительный вход, выходного сумматора соединены с выходами коммутатора P3 ). Недостатком известного устройства является пониженная инструментальная точность интерполяции из-за наличия погрешностей, вносимых промежуточными сумматорами при выполнении опера- 55 ций суммирования и вычитания узловых значений ординат интерполируемой функции с различными весами.

32 2

Цель изобретения — повышение инструментальной точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для восстанов" ления непрерывных функций по дискретным отсчетам, содержащее генератор временных интервалов, подключенный выходом к входу блока синхронизации, соединенного первым выходом с управляющим входом коммутатора, подключенного сигнальными входами к шинам ввода узловых значений ординат функции, и выходной сумматор, соединенный входами с выходами (n-1) кодоуправляемых делителей напряжения (где

n — количество узловых значений ординат функции, но которым производится интерполяция}, введены и блоков памяти и п-й кодоуправляемый делитель напряжения, подключенньФ выходом к дополнительному входу выходного сумматора, причем каждый кодоуправляемый делитель напряжения соединен сигнальным. входом с соответствующим выходом коммутатора, а управляющим входом — с выходом соответствую-! щего блока памяти, подключенного адресным входом к второму выходу блока синхронизации.

На чертеже изображена блок-схема устройства для восстановления непрерывных функций по дискретным отсчетам, Устройство содержит коммутатор 1, блок 2 синхронизации, и блоков 3 па мяти, n кодоуправляемых делителей 4 напряжения, генератор 5 временных интервалов и выходной сумматор б, на выходе которого может быть также включен дополнительный фильтр 7 нижних частот. В случае равных интервалов между соседними по оси абсцисс (времени) интерполируемыми точками в качестве генератора S может быть использован обычный генератор тактовых импульсов. Блок 2 синхронизации и коммутатор 1 могут быть выполнены аналогичными, примененным элементам в известном устройстве, а при соответствующем изменении структуры коммутатора 2 в качестве блока 2 синхронизации может быть использован двоичный счетчик, выходы старших и младших разрядов которого будут первым и вторым выходами блока синхронизации соответственно.

1125632,3 1 2 а =- — i+ — Ф-- — Г

6 2 3

45 ф

9 2

2 2,р. +,)2+

1 1

2 2 2

1 1 а = — Ф - —

6 5 6 х-х. где х 1+1-х 1

Величина изменяется на каждом интервале интерполяции в пределах от 0 до 1. Разбивая этот интервал

В качестве блока 3 памяти используются перепрограюпфуемые запоминающие устройства.

Устройство для восстановления непрерывных функций работает следующнм S образом.

С шин 8 ввода узловых значений ординат на сигнальные входы коммутатора 1 поступают входные значения сигналов, подлежащих интерполяции.

На выходах коммутатора 1 в каждый момент времени из совокупности вход» ных сигналов выделяются и отсчетов, которые поступают на сигнальные входы соответствующих делителей 4, коэф-15 фициенты передачи которых эадавтся .значениями выходных кодов блоков 3 памяти. В каждом из блоков 3 памяти записан набор коэффициентов, определяющих веса, с которыми в результи- Ю рующий выходной сигнал устройства входят отдельные дискретные отсчеты ординат интерполируемой функции.

Значения коэффициентов определены заранее, исходя из выбранного вида И интерполяции, количества узловых значений ординат функции, по которым производится интерполяция, и колиI чества . промежуточных интерполируемых точек между двумя соседними узловы- 36 ми значениями ординат функции. Так, если на каждом текущем интервале интерполяции (х1, х „) исходная функция интерполируется кубическим ,полиномом, проходящим через узловые значения ординат f(x; „); f(x „);

Я(х,(.,) Е(х,) 2)у значения Весовых коэффициентов йнтерполирующего ряда (n4)

f(x)=Za f(x . „)

° O 1 1Ij1 будут определяться выражениями вида на требуемое количество частей, исходя из заданной точности восстановления, определяют значения искомых коэффициентов, подлежащих записи в блоки 3 памяти. Так, если выходной сигнал устройства формируется на каждом интервале интерполяции для значений относительно величин 0; 0,25;

0,5 и 0,75, то в блоки 3 памяти будут.занесены коэффициенты, представленные в таблице.

1 0 -0,05468 -0,06249 =0,03906

2 1 0,8203 0,5625 0,2734

3 О 0,2734 0,5625 0,8203

4 0 -0,03906 -0,06249 -0,05468

Для. специализированных устройств, осуществляющих восстановление функций с номощьв неизменяемого интерполирувщего ряда, значения указанных коэффициентов могут обеспечиваться, в частности, эа счет соответствующего выполнения управляемых делителей, а необходимость переключения коэффициентов — непосредственно выходным ,сигналом с второго выхода блока синхронизации.

В процессе работы от генератора 5 в блок 2 синхронизации поступает сигнал о начале очередного интервала интерполяции. С первого выхода блока

2 поступает сигнал на управляющий вход коммутатора 1, под действием которого из входных сигналов устройства на соответствующие выходы комму татора 1 поступает и сигналов, например f (õ.„„); f (õ;); f (x;+1) и

f(x;+2 ) С.второго выхода блока 2 синхронизации на адресные входы блоков 3 памяти поступает код i=O. При этом соответствующие значения коэффициентов считываются из блоков 3 памяти на входы управляемых делителей

4 и умножаются на значения соответствующих дискретных отсчетов восстанавливаемой функции. Полученные произведения поступают на сумматор 6 и далее через фильтр 7 нижних частот— на выход устройства.

1125632:

Далее генератор 5 подает в блок 2, синхронизации сигналы, соответствующие следующим моментам времени В вос-; становления промежуточных значений .функции иа интервале интерполяции 5

f W1, х1., ). При зтом состояние комму,;Фатора 1 не изменяется, а происходит изменение значений весовых коэффициентов, считываемых с выходом блоков

:3 памяти .на управляемые делители 4

::напряжения. Описанный процесс повто-. .:ряется до завершения обработки теку- . щего.иитервала интерполяции. ,Затем генератор 5 подает в блок 2

:синхронизации сигнал о начале нового иетервала интер олицин, С первого вых<ща блока 2 на управляющий вход

". коммутатора 1 ноступает сигнал, под действием которого на выходах коммутатора 1 происходит циклическая смена сигналов:,с первого выхода — на второй, с второго — на третий и т.д.

На первый выход коммутатора 1 поступает новое значение сигнала f(x „ ) из совокупности дискретных отсчетов интерполируемой функции. Далее процесс интерполяции продолжается аналогично описанному.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет осуществлять восстановление функций без выполнения промежуточных операций весового суммирования и вычитания, что повьппает инструментальную точность интерполяции функций

Филиал ППП "Патент", г. ужгород ул Проектная, 4