Линейный интерполятор

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в построителях графической информапии и в системах числового программного управления. 5Цель изобретения - повышениебыстродействия и упрощение устройства,Данное устройство формирует импульсы по обеим координатам за1 Оодин такт, .На фиг. 1 изображена блок-схемалинейного интерполятора; на фиг. 2временная диаграмма полученной последовательности интерполирующих 15импульсов; на фиг. 3 - схема формирователей импульсов.Линейный интерполятор состоитиз матрицы элементов памятираспределителя импульсов 2, регистра 3, управляемого генератора тактовых импульсов 4, счетчика записикода большего приращения 5 и выходныхформирователей б и 7, Интерполяторимеет входы: 8 - записи коэффициентанаклона прямой, 9 - записи длины интерполируемого отрезка, 10 - начальной установки, 11 - запуска. Выход 12интерполятора является выходом пчпульсов продвижения по координате ЗОс большим приращением, а выход 13 -для другой координаты, На фиг, 3обозначены элемент И 14, элементИЛИ 15 и усилитель 16, конденсатор17, резистор 18. 35Разделение на большее и меньшееприращение должно быть задано, Приэтом соответствие большего приращенияконкретной координате может бытьпостоянным или изменяться для каж Одого отдельного случая,Примером первого варианта можетбыть вычерчивание графиков раэлггчных временных зависимостей, когдапериод отсчета выбирается таким, 45чтобы каждое следующее значение параметра отличалось от предыдущегоне более чем 1, Именно для такогослучая разработан предлагаемый интерполятор. 5 ОВо втором варианте система ЧПУсчитывает с носителя (перфо- илимагнитной ленты) очередной кадр,анализирует его содержимое (направление движения, коэффициент наклона, 55требуемое приращение, технологические команды, скорость и т,д.), записывает коэффициент наклона и приращение на большей из координат в интерполятор и коммутирует необходимым образом выходы интерполятора,Нормирование выходных сигналов матрицы элементов памяти по плите;1 ьности требуется, когда в качестве последних используются ферриты. Для этого может быть использован ждущий мультивибратор, Распределитель импульсов представляет собой блок, который при поступлении на его вход серии импульсов выдает импульсы поочередно с каждого из своих выходов, например регистр сдвига, когда начальной установкой в него записывается единица в младший бит,В качестве матрицы элементов памяти могут быть использованы ОЗУ на ферритах, транзисторах или полупроводниковые интегральные схемы па-. мяти на биполярных транзисторных структурах, илИ ПЗУ, состоящее, например, из двухвходовых ячеек И, или,циодная матрица, Запись единиц в ПЗУ определяется следующими сооб-.ражениями,Пусть я имеем 5-разрядный регистр 3. В таком случае двоичному,коэффициенту наклона 0,1 соответствует число 10000, записанное в регистр 3. Требуемый отрезок, т.е,отрезок с тангенсом угла наклона 1/2, получится, если каждому шагу по координате с меньшим приращением (пусть это будет У) будут соответствовать 2 шага о координате с боггьшим приращением (пусть это будет Х), Для реализации этого в первом разряде ПЗУ необходимо чередование нулей и единиц.Аналогично для отрезка с тангенсом угла наклона 1/4 (коэффициент 01000) запись в ПЗУ должна быть 0001000100010Таким образом, может быть представлен любой отрезок с тангенсом угла наклона А; =/2где г 123,т.е. мы линейную зависимость у=а х заменяем эквивалентной ей ступенчатой, Очевидно, что для у= , где я =а,+а необходимо спожить у =а,х и у а,х, т.е, надо делать шаги по М, соответствующие первой и второй последовательности, что и делается в данном интерполяторе.Отсюда видно, что шаги по У (единицы в ПЗУ) должны быть расположены так, чтобы в каждом адресе было не3 11560более одной единицы, что достигаетсясдвигом исходных последовательностей.Очевидно, что вышесказанное справедливо при любом количестве слагаемых в тангенсе угла наклона,Рассмотрим получение последовательности импульсов для линейной интерполяции отрезка прямой с приращениями: Х =28, У=21. В этом слу Очае двоичный коэффициент наклона прямой с точностью до 5-го знака равен 0,10111, Так как было взято 5разрядов коэффициента, накопительдолжен иметь не менее 5 разрядов 15(И 5) и 32 адресов 2 ). Иатрица элебментов памяти должна иметь не менее2" адресов и и разрядов, причем вх-ых разрядах должны быть записаныединицы в 12" 12 К -1)1-ых адресах,где К =1, , 2 ; =1,2,3Всоответствии с указанной Формулойв единичное состояние устанавливаютследующие ячейки:в 1-м разряде - в 1,3,5,7,9,11, 2513,15,17адресах;во 2-м разряде - в 2, 6, 10, 14, 18,22,26,30 адресах;в 3-м разряде - в 4,12,20,28 адресах;в 4-и разряде - в 8 и 24 адресах;в 5-и разряде в 16 адресе,В начале цикла работы интерполятора на его вход 10 подается импульс,который производит начальную установку распределителя импульсов352 и совместно с сигналом,. подаваемымна вход 8 интерполятора и содержащим величину коэффициента наклона(в нашем примере это 0,10111), записывает это число в регистр 3. Вэто же время код длины интерполируемого отрезка по большей координатезаписывается с входа 9 интерполятора в счетчик записи кода большей координаты. В следующий момент на вход11 интерполятора подается импульс,который запускает генератор тактовыхимпульсов 4. Выходы регистра 3 подаются на разрядные входы матрицы эле- оментов памяти 1, поэтому считываются не все разряды числа, содержаще 05гося в данном адресе, а только т;, в которых содержится 1 в коэффициенте наклона прямой, Выходной сигна. матрицы элементов памяти 1 через в;: - ходной формирователь импульсов 7 поступает на выход 13 интерполятора и является сигналом продвижения по координате с меньшим приращениемТак как в нашем примере "1" содержат 1-й, З-й, 4-й и 5-й разряды коэффициента наклона, при формировании первого импульса по координате с большим приращением (Х) импульсы с выхода регистра 3 считывают 1-й, З-к 4-й и 5-й разряды первого адреса матрицы элементов памяти 1. Первая разрядная ячейка находится в единич " ном состоянии, поэтому появляется выходной сигнал с выхода матрицы элементов памяти 1 и, следовательно, формируется импульс на выходе 13, т.е. импульс продвижения по координате У (см, фиг. 2).При формировании второго импуль, са по Х импульс с выхода распредели теля импульсов 2 считывает 2-й адрес матрицы элементов памяти 1, но его выходной импульс, а следовательно, и импульс по У отсутствует, так как ни в одном из указанных разрядов нет единичной ячейки.Одновременно с третьим импульсом по Х бып сформирован импульс по У, так как ячейка первого разряда третьего адреса матрицы элементов памяти 1 находится в единичном состоянии.Вместе с четвертью импульсом по Х также бып сформирован импульс по У, так как в единичном состоянии была ячейка 3-го разряда.Так продолжается до тех пор, пока не сформировано 28 импульсов по. координате Х, при поступлении 28-готактового импульса на вход счетчика 5 на ее выходе формируется импульс, включающий управляемый генератор тактовых импульсов 4. К этомувремени по координате У сформировапся 21 импульс, что соответствует заданко. Взаимное расположение импульсов по Х и У во времени представлено на фиг, 2.1156005 Составитель И ЦвецРедактор М. Дылын Техред С.Мигунова Корректор М. Самборская Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 3143/43 Тираж 863 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий 113035,.Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5