Устройство для восстановления непрерывных функций по дискретным отсчетам

Устройство для восстановления непрерывных функций по дискретным отсчетам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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