Устройство для интерполяции разрывных процессов

:м ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ РУ ю риггер коодом с 1-м 1 при 1 с) ч а ИЛИ вто) ++11-й ен вторым в1=1 + о ( 1 спр и ) )элемен через( Нторой соеди (К= 1 при 1 входом 6= - 1 п рой группы ыхоа ) -го ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Рязанский радиотехнический институт(56) 1. Кори Г. Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. К "Мир", 1968, т. 2, с. 47-57.2. Авторское свидетельство СССР Р 756425, кл. 0 06 О 7/30, 1978 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕРПОЛЯЦИИ РАЗРЫВНЕХ ПРОПЕССОВ,содержащееблок постоянной задержки, ключ,два блока переменной задержки итриггер, подключенный первым входомк выходу первого блока переменнойзадержки, о т л и ч,а ю ш е е с ятем, что, с целью расширения областиприменения устройства за счет интерполяции процессов с произвольнымчислом состояний, в него дополнительно введены М -1 (где Й - число возможных состояний интерполируемогопроцесса) групп триггеров по ( Й -1)му триггеру в первых ( й -2) -х группах и М -2 триггера в (М -1)-й группе, М - 2 ключей, две группы по(-1 элементов ИЛИ, источник опорных напряжений, Ц (8- Ц - 2 блоковпеременной задержки, дешифраторпереходов, М - 1 пороговых элементов, М ограничителей, Й - 2 блоковпостоянной задержки и выходной сумматор, соединенный входами с первым выходом источника опорных напряжений и с выходами всех ключей,каждый.-й (1 сс й -1) из которых"подключен сигнальным входом к(1 +1) -му выходу источника опорных напряжений, а управляющим входом - к выходу ( -го элемента ИЛИ первой группы, соединенного входами с выходами триггеров ( -ой группы, подключенных первыми входами к выходу ( -го элемента ИЛИ второй группы, первый вход которого соединен через ( + 1) -й блок переменной задержки с выходом перехода процесса из(+ 1) -го в первое состояние дешифратора переходов, подключенного выходом перехода процесса из первого в ( + 11 -е состояние через М+ 1) -й блок переменной задержки к второму входу первого триггера ) "й г ппы каждый -й (26 с К -1) тн х блок переменной задержки - с вдом перехода процесса иэ (+ 1в ( + 1) -е оостояние дешифраторапереходов,. подключенного первым входом через первый ограничитель к вхо- (ду устройства, каждым (2 +1) -м югдом - к выходу 1 -го блока постоянной задержки, а каждым 2 -и входом- ф 1к входу 1 -го блока постоянной задерж-ки и к выходу(+ 1) -го ограничителя,соединенного входом через 1 -й поро- (,Дговый элемент с входом устройства,причем первый блок переменной задерж"ки подключен входом к выходу перехода процесса из (й -1) -го в М -е состояние дешифратора переходрв, а осно аной триггер подключен вторым входом Ффи выходом соответственно к выходу( К - 1) -го элемента ИЛИ второй группы и к (Н) -му входу ( М -1) -го элемента ИЛИ первой группы.Изобретение относится к автомати- дом - к выходу 1-го элемента ИЛИке и вычислительной технике и может первой группы, соединенного входаминайти применение, в частнооти, для с выходами триггеров 1-ой группы,восстановления реализаций разрывных подключенных первыми входами к выслучайных процессов. ходу 1-го элемента ИЛИ второй групИзвестны интерполяторы разрывных 5 пы, первый вход которого соединенпроцессов, содержащие операционныечерез (1+ 1)ый блок переменнойусилители, работающие в режиме выбор- задержкИ с выходом перехода процески-хранения 1) .са из (1 + 1)-го в первое состояниеНедостатками известных интерполя дешифратора переходов, подключенноготоров являются ограниченная крутиз О выходом перехода процесса иэ перна восстановления процесса в.точках вого в (1+1)-ое состояние через разрыва, а также пониженные поме- (й + 1).-ый блок переменной задержки хоустойчивость и стабильность. к второму входу первого триггераНаиболее близким к предлагаемому . 1"ой группы, каждый 1-ый (2 1 ай-): является устройство для интерполя триггер которой соединен вторым вхо-, ции разрывных процессов, содержащее дом с К-ым (М=1 при 1;Ме 1 + 1 блок постоянной задержки, ключ, два при 1 с ) входом -го (1 при блока переменной задержки и триггер в)-1 при 1 с 1) элемента ИЛИ втоподключенный первым входом к выходу рой группы и черезов ( й) ++1 -ый первого блока переменной задержки, 2 О блок переменной задержки ".гс выховыходом - к выходу устройства, а дом перехода процесса из( 6+1) -го в вторым входом - к выходу второго (+1) -ое состояние дешнфратора пеблока переменной задержки,.соеди- реходов, подключенного первым входом ненного входом с выходом ключа, под через первый ограничитель к входу ключеннога сигнальным входом к входу 25 устройства, каждым 2 +1) -ым вхоустройства, входу второго блока пе- дом " к выходу-го блока постоянременной задержки и к входу : блока ной задержки, а каждым 2 -ым входом постоянной задержки, а управляюшим к входу, -го блока постоянной завходом - к выходу блока постоянной держки и к выходу( +1) -го ограничизадержки (2 . теля, соединенного входом через-ыйНедостатком известного.устройства пороговый элемент с входом устройстявляется ограниченная область при- ва, причем первый блок переменной менения, так как оно может быть ис- задержки подключен входом к выходу пользовано, при восстановлении раз- перехода процесса из(й)-го в Н -ое рывных процессов только с двумя воэ-, состояние дешифратора переходов, а можными состояниями бинарных про основной триггер подключен вторым цессов входом и выходам соответственно кЦель изобретения - расширение об". выходу ( Й) -го элемента ИЛИ второй ласти применения устройства за счет группы и к (К) -му входу(5-1) -го интерполяции процессов с произволь- элемента ИЛИ первой группы. ным числом состояний. 4 О На чертеже изображена блок-схемаПоставленная цель достигается устройства для интерполяции разрыв" тем, что в устройство для интерполя" ных процессов (для случая Й = 4) . ции разрывных процессов, содержашееблок постоянной задержки, ключ, Два Устройство содержит триггер 1, блока переменной задержки и триггер45 К - 1 (где Я - число возможных сосподключенный первым входом к выходу ., тояний интерполируемого процесса) первого блока переменной задержки, группу триггеров 2 по(1-1) -му триг дополнительно введены й(где К - геру в первых(И) -х группах и Й -2 число возможных состояний интерполи" триггера в(Й) -ой группе, И -1 клюруемого процесса) группа триггеров чей 3, первую группу из (Н -1) -го по (М)-му триггеру в первых(М)-х элементов ИЛИ 4, вторую группу из. группах и йтриггера в (й)-ой ( Й - 1) -го элементов ИЛИ 5, источгруппе, Н - 2 ключей, две группы ник 6 опорных напряжениЯ, выходной по М - 1 -му элементу ИЛИ, источник сумматор 7, И (й) блоков 8 пере- опорных напряжений, ГН(й)-2 1 бло- менной задержки, дешифратор. 9 переков переменной задержки, дешйфра ходов, Н - 1 пороговых элементов 10, тор переходов, йпороговых элЬ- К ограничителей 11 и Й -1 блоков ментов, й ограничителей, И - 2 12 постоянной задержки, Триггер 1 блоков постоянной задержки и выход- подключен к выходу первого блбка 8 ной сумматор, соединенный входами с переменной задержки. Выходной сумпервым выходом источника опорных 6 О матор 7 соединен входами с первым напряжениИ и с выходами всех клю- выходом источника 6 опорных напрячей, каждый 1-ый (1 й 1Й - 1) из жеиий и с выходами ключей 3, кажкоторых подключен сигнальным входом дый-ый ( 1 с6 й"1 иэ которых подк(1 + 1) -му выходу источника опор- ключеи сигнальным входом к ( +1) -му иых напряжений, а управляющим вхо выходу источника 6, а управляющимвходом - к выходу-го элемента ИЛИ 4 первой группы, соединенного входами с выходами триггеров 2-ой группы. Триггеры 2-ой группы подключены к выходу-го элемента ИЛИ 5 второй группы, соединенного первым 5 входом через ( +1) -ый блок 8 переменной задержки с выходом "+1-э 1 ф перехода процесса иэ .(+Ц -го в первое состояние дешифратора 9 переходов. Выход "1- +1" перехода про" 10 цесса из первого в ( +1) -ое состояние дешифратора 9 подключен через .8+ -ый блок 8 переменной задержки к второму входу первого триггера 2 -ой группы. Каждый -ый. (26И триггер 2-ой группы соединен вторым входом с )( -ым (К =при,Я щ +1 при с 1 входом 1 -го 1 = при; ,=-1 при а) элемента ИЛИ 5 второй группы и через) 1 (8-1) + 1 +1- 2 О ,ый блок 8 переменной задержки - с выходом ф 3 + 1 -+ 1 ф перехода процесса иэ (1 +1) -го в( +1) -ое состояние дешифратора 9. Дешифратор 9 подключен первым входом через первый ограничитель 11 к входу устройства, каждым (2 +1) -ым входом - к выходу-го блока 12 постоянной задержки, а каждь 1 м 2-ым-входом - к входу -го блока 12 постоянной задержки . и к выходу(+1) -го ограничителя 11, соединенного входом через-ый пороговый элемент 10 с входом устройства. Первый блок 8 переменной задержки подключен входом к выходу фй-фМи перехода процесса из (8 -1) -го в М -ое 35 состояние дешифратора 9, а триггер 1 подключен вторым входом и выходом соответственно к выходу (М -1) -го элемента ИЛИ 5 второй группы и к(й) -му входу -11 -го элемента ИЛИ 4 первой 40 группы, т.е. по характеру своих связей с другими узлами, триггер 1 представляет собой(й) -ый триггер(й) - ой группы триггеров 2 устройстгаустройство для интерполяции рабо тает следующим образом.На вход устройства поступает периодическая последовательность импульсов с различными значениями амплитуд, представляющих собой дискретные отсчеты реализации случайного разрывного процесса с ненулевым средним значением, таким, что наименьшее из значений разрывного.процесса (соответствующее его первому состоянию) является положительной величиной. Последовательность отсчетов поступает на вход первого из ограничителей 11 и входы пороговых элементов 10, Величина ограничения в первой ограничителе 11 выбрана равной 60. величине амплитуды наименьшего из входных импульсов,так что на выходе этого ограничителя Формируется периодическая последовательность импульсов. Эта последовательность являет ся синхронизируюшей для дешифратора9 переходов. Величины порогов в пороговых элементах 10 выбраны такимобразом, чтобы на их выхоДЫ ВРОХОФИли импульсы, амплитуды котрмх аООФф,ветствуют состояниям проЯЭОСа с Юмерами, равными .или большиМИ, чеИномер йорогового элемента йлюс едМфница. Например, на выходй "1)-гопорогового элемента 10 проходят иМпульсы с амплитудой, соответстзуюшей М -му состоянию процесса. На вцход(й)-го порогового элемента 10проходят импульсы с амплитудами, соответствующими(К) -му и М-му состояниям процесса и т.д,тС выходов пороговых элементов 10импульсы проходят через соответствующие ограничители 11, где нормируются по амплитуде. Затем они посту-пают на четные входы дешифратора 9переходов непосредственно, а нанечетные входы - после задержки вблоках 12 на интервал дискретизации.По сочетанию нулевых и единичныхсигналов, поступающих на входы дешифратора 9, последний определяет характер перехода процесса, происшедешего во входной последовательностиза предыдущий интервал дискретизации,Если сочетание импульсов на входахдешифратора 9 соответствует переходу,в интерполируемом процессе из состоянияв состояние(где1 Я= 1,И ;1), то дешифратор 9 вырабатывает импульс на соответствую,щем выходе перехода ф,)-+ ". Этотимпульс, пройдя через соответствующий блок 8 переменной задержки на время А, меньшее чем интервал дискретизации, запускаетсоответствующий триггер 3-1) -ойгруппы триггеров, Напряжение с выхода триггера через (-1)-ый элементИЛИ 4 первой группы элементов ИЛИпоступают на управляющий вход(-1) -гоключа 3 и отпирает его. При этом систочника б на соответствующий входсумматора 7 начинает поступать напряжение, равное разности уровней.скольку напряжение уровня первогосостояния процесса поступает на п;вый вход сумматора 7 постоянно то.выходной сигнал сумматора оказывается равным уровню-го состояния.процесса.Если следующий отсчет, поступающий на вход устройства, имеет ту жеамплитуду, что н предыдущий, то де"шифратор 9 определяет отсутствиескачка на интервале дискретизациии не вырабатывает на выходе импульса Если же новый отсчет имеет амплитуду, отличную от предыдущего,то дешифратор 9 устанавливает ха1 О 2335 О краж 706 Подписно ИИПИ 3 аказ 4215/ Пате Филиал ужгород,оектная,рактер перехода из одного состояния в другое (например, изв ) и вырабатывает на выходе "-1" импульс, который проходит через соответствующий блок 8 переменной задержки и поступает на-11-ый алей 5 мент ИЛИ 5 второй группы, .выходйым сигналом которого обнуляется ранее взведенный триггер 2 ( -1-ой группы триггеров, При этом (у) -ый ключ 3 закрывается, прекращая подачу на 30 сумматор 7 напряжения с-го выхода источника б. Кроме этого, импульс с выхо да блока 8 переменной задержки аналогично вышеописанному запускает соответствующий триггер 2-Ц -ой 15 группы триггеров, отпирающий-Ц - ый ключ 3 и разрешающий прохождение напряжения численно равного разности уровней-го и первого состояний процесса ) с-го выхода источника б на сумматор 7.Таким образом, при работе устройства с помощью каждого 1 -го элемента ИЛИ 5 второй группы формируетсяимпульс окончания+1) -го состоянияинтерполируемого процесса, которыйобнуляет триггеры 2-ой группытриггеров, а с помощью сигналов,поступающих на другие входы триггеров2 каждой-ой группы, формируются импульсы начала (у +1 -го состояния интерполируемого процесса. Приэтом средняя погрешность восстановления интерполируемого процессауменьшается за счет выбора величинзадержек Аблоков 8, исходя изстатистических оценок относительныхдлительностей пребывания процессав различных состояниях,Предлагаемое устройство позволяетинтерполировать разрывные процессы,с произвольным числом возможныхсостояний, что расширяет область применения интерполятора при решениизадач моделирования и обработки случайных процессов с конечным числомсостояний.