Цифровой интерполятор

Цифровой интерполятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскин

Социалмстимескин

Республик

Гесударственньй квинтет

СССР на делам нэобретвннй н юткрытнй

В. Б. Матвеев, В, М. Литвин, Е. С. Телевной, Г. Б. Кан и В. М. Трусфус (72) Авторы изобретения

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. A. Н. Туполева и НИИ электрографии (Л) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Предлагаемое устройство относится . к области вычислительной техники и может быть использовано в построителях графической информации и в системах программного управления.

Известен цифровой линейный интерполятор, содержащий блок двоичных умножителей, блок ввода данных, оперативный запоминающий блок, блок вычисления величины участка торможения, блок задания скорости, блок управления и пульт управления.

Недостатком этого устройства является неравномерность следования импульсов на выходе и, следовательно, пониженная точность.

Наиболее близким техническим решением является линейный интерполятор с оценочной. функцией, содержащий сумматор оценочной функции, к соответствующим входам которого подключены пер2 вая и вторая группы вентилей, входы которых подключены соответственно к прямому выходу первого координатнот о регистра и к инверсному выходу второго координатного регистра, блок ана5 лиза знака, первый и второй входы которого подсоединены к прямому и инверсному выходам знакового разряда сумматора оценочной функции, первый выход блока анализа знака подключен

IO к управляющему входу первой группы вентилей и входу второго блока приращения, а второй выход — к управляю.щему входу второй группы вентилей, входу первого блока приращения и, через первый элемент ИЛИ, к дополняющему входу сумматора оценочной функции, задающий генератор и счетчик конца интерполяции. Устройство интерполи» рует вектор ступенчатой линней, состоящей из единичных приращений по направлениям осей координат. Величина ошибки интерполяции, т.е. длина перпендикуляра из наиболее удаленной точ651317 ки ломаной иа вектор может быть ражена тах(ьх,аУ3

8с

BbI5 где Ь Х и h7 — длины проекций вектора наоси X u Y

Недостатком устройства является . пониженная точность интерполяции и повышенная сложность. Последним шагом интерполяции иэ-за пониженной точности может .быть шаг по любой координате, поэтому в устройстве использованы два счетчика конца интерполяции. -Уменьшить ошибку до минимума мож 15 но, если в сумматор в качестве исходного состояния 0о, которое в известном устройстве является нулевым, заносить следующую величину

AX-Ь1

Д м

О я

Иелью изобретения является повышение точности и упрощение интерполятора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор оценочной фуйкции, к соответствующим входам которого подключены первая и вторая группы вентилей, входы которых подключены, соответственно, к прямому выходу первого координатного регистра и к инверсному выходу второго координатного регистра, блок анализа знака, первый и второй входы которого подсоединены к прямому и инверсному выходам знакового разряда сумматора оценочной функции, первый выход блока анализа знака подключен к управляющему входу первой группы вентилей и входу второго блока приращения, а второй выход — к управляющему входу второй группы вентилей, входу первого блока приращения и, через первый элемент ИЛИ, к дополняющему входу сумматора оценочной функции, задающий генератор и счетчИк конца интерполяции, двухраэрядный счетчик, дешифратор, второй элемент ИЛИ, три группы вентилей и блок ввода большей координаты и управления вычитанием, причем выход двухраэрядного счетчика подключен ко входу дешифратора, выход которого соединен со входом третьей группы вентилей, управляющий вход которой подсоединен к выходу эадаклцего генератора, первый выход третьей груп5S пы вентилей подключен к управляющему входу первой группы вентилей, второй выход — к управляющему входу второй группы вентилей и, через первый элемент ИЛИ, к дополняющему входу сумматора оценочной функции, третий выход третьей группы вентилей подключен ко входу "Сдвиг сумматора оценочной функции, а четвертый выход - к третье- . му входу блока анализа знака, первый, второй и третий выходы третьей группы вентилей, через второй элемент ИЛИ, подключены к вычитающему входу двухразрядного счетчика, а третий выход третьей группы вентилей подключен к первому входу блока ввода большей координаты и управления вычитанием, второй и третий входы которого подключены к прямому и инверсному выходам знакового разряда сумматора оценочной функции, четвертый и пятый входы блока ввода большей координаты и управления вычитанием соединены со входами первого, второго блоков приращения, первый, второй и третий выходы блока ввода большей координаты и управления вычитанием подключены, соответственно, к вычитающему входу счетчика конца интерполяции, к управляющим

° входам четвертой и пятой групп вентилей, выходы которых подключены ко входу счетчика конца интерполяции, а входы четвертой и пятой групп вентилей подсоединены к прямым выходам первого и второго координатных регистров cooT- ветственно.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого интерполятора.

Цифровой интерполятор содержит сумматор оценочной функции 1, у которого имеется знаковый разряд 2 с прямым 3 и инверсным 4 выходами, вход

Сдвиг 5 и дополняющий вход 6, первый 7 и второй 8 координатные регистры, блок анализа знака 9, первую 10, вторую 11, третью 12, четвертую 13 и пятую 14 группы вентилей, первый

15 и второй 16 элементы ИЛИ, первый

17 и второй 18 блоки приращения, двухраэрядный счетчик 19, дешифратор 20, задающий генератор 21, счетчик конца интерполяции 22 и блок ввода большей координаты и управления вычитанием 23.

Третья группа вентилей 1 2 имеет первый 24, второй 25, третий 26 и четвертый 2 выходы..

Устрой<".тво работает следующим образом.

Исходное состояние: в первый 7 и второй 8 координатные регистры занесены кодыф)(и 1 (, содержимое сумматора оценочной фуHKlLHH 1 и счетчика

5 651 конца интерполяции 22 равно нулю, а в двухразрядном счетчике 19 установлен наибольший код.

В первом такте в сумматор оценочной функции 1 заносится код 4 Х и вы- 5 читается единица иэ двухразрядного счетчика 19. Во втором такте в сумматоре оценочной функции 1 вычисляется разность 4 Х - & 1 и вычитается единица иэ двухразрядного счетчика 19. В тре- -10 тьем такте содержимое всех, кроме знакового 2, разрядов сумматора оценочной функции 1 сдвигается вправо на один разряд, состояние знакового разря-. да 2 дублируется в блок ввода большей координаты и управления вычитанием 23, в счетчик конца интерполяции 22 заносится больший из кодов 4 Х и 4 и вычитается единица из двухразрядного счетчика 19. В четвертом такте производится, в зависимости от состояния знакового разряда 2 сумматора оценочной функции, прибавление кода 4 Х (если в знаковом разряде единица) или вычитание кода 4У (если в знаковом разряде нуль), выдача сигнала приращения (швга) в соответствующий блок приращения 17 или 18 и вычитание, в случае шага по большей координате, единицы из счетчика конца интерполяции 22. Все последующие такты аналогичны четвертому— до тех пор, пока содержимое счетчика конца интерполяции 22 не станет равным нулю.

В предлагаемом устройстве ошибка интерполяции оценивается следующим

4Х+4У образом: 5 4

2 дХ +ьч и является минимально возможной, при4О чем точность интерполяции одинакова для векторов, симметричных относительно биссектрисы координатного угла.

Цифровой интерполятор, содержащий сумматор оценочной функции, к соответ50 ствующим входам которого подключены первая и вторая группы вентилей, входы которых подключены, соответстенно, к прямому выходу первого координатного регистра и к инверсному выходу второ55 го координатного регистра, блок анализа знака, первый и второй входы которого подсоединены к прямому и инверсному выходам знакового разряда суммаГ

Формула изобретения

317 6 тора оценочной функции, первый выход блока анализа знака подключен к управляющему входу первой группы вентилей и входу второго блока приращения, а второй выход — к управляющему входу второй группы вентилей, входу первого блока приращения и, через первый эле- мент ИЛИ, к дополняющему входу сумматора оценочной функции, задающий генератор и счетчик конца интерполяции, о т л и ч а ю щ и Я с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения интерполятора, в него введены двухраэрядный счетчик, дешифратор, второй элемент ИЛИ, три группы вентилей и блок ввода большей координаты и управления вычитанием, причем выход двухразрядного счетчика подключен ко входу дешифратора, выход которого соединен со входом третьей группы вентилей, управляющий вход которой присоединен к выходу задающего генератора, первый выход третьей группы вентилей подключен к управляющему входу первой группы вентилей, второй выход — к управляющему входу второй группы вентилей и, через первый элемент ИЛИ, к дополняющему входу сумматора оценочной функции, третий выход третьей гючппы вентилей подключен ко входу Сдвиг сумматора оценочной функции, а четвертый выход-к третьему входу блока анализа знака, первый, второй и третий выходы третьей группы вентилей через второй элемент ИЛИ подключены к вычитающему входу двухрвзрядного счетчика, а третий выход третьей группы вентилей подключен к первому входу блока ввода большей координаты и управления вычитанием, второй и третий входы когорого подключены к прямому и инверс« ному выходам знакового разряда сумматора оценочной функции, четвертый и пятый входы блока ввода большей коор45 динвты и управления вычитанием соединены со входами первого, второго блоков приращения, первый, второй и третий выходы блока ввода большей координвты и управления вычитанием подключены соответственно к вьтчитающему входу счетчика конца интерполяции, к управлятощим входам четвертой н пйтой трупп вентилей, выходы которых подключены ко входу счетчика конца интерполяциц, а входы четвертой и пятой групп вентилей подсоединены к прямым выходам первого и второго коордицатных регистров соответственно.

651317

Составитель В. Комаров

ТехредЮ. Ниймет Корректор Б. <

Редактор С. Равва

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 804/44 Тираж 101 4 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5