Цифровой линейный интерполятор

Цифровой линейный интерполятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к интерполирующим устройствам преобразования кодов. Цель изобретения - повьппение быстродействия интерполятора при сохранении точности.Цифровой линейный интерполятор содержит два входных регистра 1 и 2, два блока 3 и 4 совпадения, генератор 7 импульсов, усилитель 12 частоты, два счетчика 6 и 11 импульсов, в него введены элемент ИЛИ-НЕ 10 и элемент НЕ 5, кроме этого И-НЕ-вьсходы первого регистра соединены с К-1-входами предварительной загрузки первого счетчика . В данном устройстве вдвое ниже, чем в устройстве-прототипе, время аппроксимации. 2 ил. (Л и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1322233

А1 (51)4 G 05 В 19/18

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4024778/24-24 (22) 19.0?,.86 (46) 07.07.87. Бюл. У 25 (71) Винницкий политехнический институт (72) А.П.Стахов, А.Н.Романюк, А.М.Петух и Д.Т.Ободник (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 525057, кл. G 05 В 19/18, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 875341, кл. С 05 В 19/18, 1981. (54) ЦИФРОВОЙ ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к интерполирующим устройствам преобразования кодов. Цель изобретения — повышение быстродействия интерполятора при сохранении точности.Цифровой линейный интерполятор содержит два входных регистра 1 и 2, два блока 3 и 4 совпадения, генератор 7 импульсов, усилитель 12 частоты, два счетчика 6 и 11 импульсов, в него введены элемент ИЛИ-НЕ 10 и элемент

НЕ 5, кроме этого И-НЕ-выходы первого регистра соединены с К-1-входами предварительной загрузки первого счетчика. В данном устройстве вдвое ниже, чем в устройстве-прототипе, время аппроксимации. 2 ил.

t 13222

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике,н частности к интерполирующим устройствам для преобразования кодового значения, соответствующего приросту функции, в линейно изменяющийся цифровой код, и может быть применено н цифровых регистрирующих приборах с графическим отображением информации.

Цель изобретения — повышение быст- 10 родействия интерполятора при сохранении точности.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого линейного интерполятора на фиг. 2 — временные диаграммы 15 работы интерполятара.

Цифровой линейный интерполятор содержит первый 1 и второй 2 регистры, первый 3 и второй 4 блоки совпадения кодов, элемент НЕ 5, первый счетчик 20

6, генератор 7 импульсов, элемент И 8, D-триггер 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, второй счетчик 11 и делитель 12 частоты.

Входы 13-15 являются соответственно первым, вторым, третьим входами интерполятора. Выходы 16-18 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами интерполятора, вход 19— четвертый вход интерполятора.

Регистр 1 служит для приема и 30 р.m хранения величины Р--, где m — длии тельность интервала интерполяции;

n — меньшее приращение. Значенйе р обычно выбирают равным степени двойки. Увеличение разрядности представления отношения большего приращения на меньшее позволяет достичь высокой точности аппроксимации. По входу 14 в регистр 2 записывается большее при- 40 ращение ш, определяющее число интерполяционных тактов. Запись в регистры 1 и 2 осуществляется нулевым уровнем импульса, поступающего на третий вход 15 интерполятора. 45

Блок 3 совпадения кодов обеспечивает сравнение значений, поступающих от регистра 1 и первого счетчика 6.

При совладении кодов на выходе 16 интерполятора, соединенным с входом элемента НЕ 5, формируется сигнал логической единицы. На выходе 16 интерполятора формируются шагоные приращения по ведомой координате. Выход элемента НЕ 5 Соединен с установочным 55 в нулевое состояние R-входом счетчика 6.

Блок 4 совпадения кодов осуществляет сравнение значений, поступающих

33 2 с выхода второго регистра 2 и выхода второго счетчика 11. В случае совпадения кодов, поступающих на входы блока 4, на его выходе формируется сигнал логической единицы. Указанный сигнал является сигналом Конец интерполирования", длительность которого определяется временными задержками элементон 10, 11 и 4.

Генератор 7 импульсов соединен своим выходом с первым входом элемента И 8, второй нход которого соединен с выходом D-триггера 9, информационный вход которого соединен с сигналом логической единицы, а управляющий С-вход — с третьим входом 15 интерполятора. Триггер 9 находится в активном состоянии с момента окончания записи исходных операндов в регистры 1 и 2 до момента появления сигнала "Конец интерполирования". Установка триггера 9 в нулевое состояние осуществляется от элемента 10, на первый вход которого, совпадающий с четвертым входом интерполятора, поступает импульс установки в начальное состояние по включению питания (формирователь импульса установки в начальное состояние по включению питания не показан). Второй вход элемента ИЛИ-НЕ 10 соединен с выходом блока 4 совпадения кодов. Выход элемента И 8 соединен со счетным входом первого счетчика 6 и входом делителя

12 частоты с коэффициентом пересчета, равным P . Выход делителя 12 частоты соединен со счетным входом счетчика 11. Установочный в нулевое состояние R-вход счетчика 11 соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 10.

Нулевым уровнем сигнала, поступающего на третий вход 15 интерполятора, счетчик 6 устанавливается н состояние, равное половине значения, хранящегося в регистре 1. Запись в счетчик 6 осуществляется сигналом, поступающим на его S-вход. Старший разряд информационной входной шины счетчика 6 заземлен, а (К-1) младших разрядов соединены с (К-1) старшими разрядами входной шины регистра 1, где К вЂ” разрядность регистра 1 и счетчика 6. Младший разряд регистра i в установке счетчика 6 не участвует. Указанное соединение обеспечивает монтажным путем подачу на информационный вход счетчика 1 значения р-m

2п

3 13222

Йнтерполятор работает следующим образом.

На первый вход 13 интерполятора

m поступает значение --, где m — боль5 шее приращение; и — меньшее приращение, задающее исходный отрезок прямой. На второй вход регистра 2 поступает значение большего приращения.

Стробирование значений — и m, поступающих соответственно на первый и второй регистры, осуществляется нулевым уровнем импульса, поступающего на третий вход 15 интерполятора.

Длительность стробирующего импульса выбирается большей переходных процессов, связанных с записью в регистры

1 и 2, и времени записи установившегося значения на выходе регистра 1 2п в счетчик 6. Монтажным соединением обеспечена подача на информационный вход счетчика 6 значения, равного я.m половине величины --, хранящейся в и 25 регистре 1, Для этого старший разряд входной информационной шины счетчика

6 заземляют, а старшие (К-1) разрядов . регистра 1 соединяют с младшими (К-1) разрядами информационного входа счет- ЗО чика 6, где К вЂ” разрядность регистра

1 и счетчика 6. По переднему фронту стробирующего импульса в счетчике 6 р.ш фиксируется значение вЂ, а триггер

2п °

9 переходит в состояние логической единицы. Предшествующее нулевое состояние триггера 9 и счетчика 11 при обработке первого отрезка прямой обеспечивается отрицательным импульсом, поступающим на четвертый вход 19 интерполятора по включению питания.По окончанию воспроизведения отрезка прямой на выходе блока 4 совпадения кодов формируется уровень логической 45 единицы, устанавливающий триггер 9 и второй счетчик 11 в нулевое состояние.

Переход триггера 9 в единичное состояние под воздействием переднего 5О фронта стробирующего импульса, поступающего на третий вход интерполятора, разрешает прохождение импульсов на выход элемент И 8.

Импульсы с выхода элемента И 8

1 с частотой f = -„- поступают на счет"О ный вход первого счетчика 6 и через

33 4 делитель 12, коэффициент деления которого Р— на счетный вход второго счетчика 11. В момент равенства кодовых значений, записанных в регистр

1 и счетчик 6, срабатывает блок 3 совпадения кодов> устанавливая счетчик 6 в нулевое состояние. Нулевой уровень сигнала установки счетчика 6 в нулевое состояние формируется инвертированием элементом HE 5 единичного значения, поступающего с выхода блока 3, при совпадении кодовых значений на его входах.

Период следования импульсов, поступающих с выхода блока 3, равен

mv .o — 3a счет первоначальной устап новки счетчика 6 в состояние pm/2п первый импульс, поступающий на выход

16 интерполятора, задержан относительно момента появления первого импульса на выходе элемента И 8 на интервал времени,/2.

В момент времени, когда совпадают кодовые значения, записанные в регистр 2 и счетчик 11, срабатывает блок 4, устанавливая счетчик 11 и триггер 9 в нулевое состояние. Сформированный на выходе блока 4 импульс сигнализирует об окончании процесса интерполяции. Этот момент отстоит от начала работы интерполятора на интервал времени Т = ар,. За это время на третий выход 18 интерполятора с делителя 12 частоты поступает

Т шр7, < mp "о п импульсов. Указанные импульсы поступают на выход 16 интерполятора, а импульсы по ведущей координате — на выход 18 иитерполятора.

В известном устройстве время пре- образования составляет 7 = 2mp i

В предлагаемом линейном интерполяторе время интерполяции отрезка прямой Т = mp7o .

Сопоставление двух последних вьг ражений показывает, что в предлагаемом цифровом линейном интеполяторе время аппроксимации вдвое ниже чем в известном устройстве. При этом сохранена точность аппроксимации. Кроме того-, линейный интерполятор имеет более низкие аппаратурные затраты.

Все блоки, входящие в состав предлагаемого линейного интерполятора, 13222

I I I I I I I I I I I I I I I I I ! I ! I I ! !

Составитель И. Швец

Техрец Л.Олийнык

Корректор Г.Решетник

Редактор О.Головач

Подписное

Тираж 863

ВНИ1Н!И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113П35, Мос кна, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2863/43

Производственно-и< чнграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 входят в состав серийно выпускаемых комплектов микросхем, что подтверждает технологичность изготовления предлагаемого линейного интерполятора.

5 формула из обое тения

Цифровой линейный интерполятор, содержащий триггер, первый и второй регистры, первый и второй счетчики импульсов, делитель частоты, первый и второй блоки совпадения кодов, генератор импульсов, выход первого счетчика импульсов соединен с первым входом первого блока совпадения кодов, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, первый вход которого является первым входом цифрового линейного интерполятора, второй вход которого является первым входом второго регистра, выход которо-2О го соединен с первым входом второго блока совпадения кодов, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом делителя час- 25 тоты и первым выходом цифрового линейного интерполятора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия цифрового линейного интерполятора, в него введены эле- 30 мент И, элемент НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к третьему входу цифрового линейного интер33 6 полятора, второй вход элемента Uiw-НЕ соединен с выходом второго блока совпадения кодов и с вторым выходом цифрового линейного интерполятора, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к установочному входу второго счетчика импульсов и к установочному входу триггера, информационный вход которого соединен с источником сигнала логической единицы, управляющий вход триггера соединен с вторыми входами первого и второго регистров, первым входом первого счетчика импульсов и четвертым входом цифрового интерполятора, выход триггера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход элемента И соединен с входом делителя частоты и вторым входом первого счетчика импульсов, выход первого блока совпадения кодов соединен с третьим выходом интерполятора и через элемент HF. с третьим входом первого счетчика импульсов, старший разряд информационных входов параллельной загрузки которого соединен с источником сигнала логического нуля, выходы первого регистра соединены с входами параллельной загрузки с обеспечением соответствия К-му разряду выходов первого регистра (К- 1)-ro разряда входов параллельной загрузки первого счетчика импульсов.