Линейно-круговой интерполятор

АНИ ОПИС, Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоцмалистичвсиих Республик. й 05 В 19/1 2025663/18-2 ЯО ев Государственный иомите Совета Министров СССР оо делам изаврвтений н открытий(45) Дата оцубликоь сания 19.04.76, Семонков, Э, 11, Катилас, В, А, Берсен и М, Н, Ращинский 72) Авторы изобретения технической киберн(71) Заявитель орусской С Инс А 54) Пиа:ИНО-К 1 УтОВОЙ И 1 ПЕРПО ты сделисоед блемдов Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может использоваться для управления устройствами с числовым программным управлением.Известны линейно-круговые интерполяторы, содержащие основной и задающие счетчики, подключенные через двоичные умножи,тели к первому и второму делителям частоты, при этом выход основного счетчика соединен с входом .,третьего делителя часто-,10ты. Однако эти интерполяторы имеют слокную и громоздкую конструкцию,Цель изобретения - упрощение интерполя 4тора,Это д 15 остигается тем, что интерполятор два дешифратора, тригг ер, элемен дения и задержки, Выход третьего еля частоты .через последовательноненные первый элемент совпадения иент задержки соединен с одним из вх торого и третьего элементов совг ния, подключенных к задающим счетчикам, один из которых через дещифраторы соединен с четвертым и пятым элементами совпадения, другие входы которых подключены к выходу первого элемента совпадения,1а выходы - через триггер к другим входамвторого и третьего элементов совпадения,На чертеже изображена блок-схема предлагаемого интерполятора,Иит ерполятор содержит основной счетчик1, задавшие счетчики 2, 3, двоичные умножители 4, 5, дешифраторы 6, 7, элементысовпадения 8-12, триггер 13 делители 1416, элемент задержки 17, счетный вход 18основного счетчика, входы 19-21 заданиякоэффициентов деления де: ителей, выходХ 22, выход У 23, установочные входы24, 25 задающих счетчиков, установочныевходы 26, 27 триггера, выходы 28, 29 фКонец квадранта интерполятора, выход 30 фХо, нец кадрами интерполятора, вход 31 управления режимом работы интерполятора,В предлагаемом устройстве для каждогоучастка интеполяциит отношение выходныхимпульсов по осям описывается уравнениемх7 Згде Х У - коцгчество выходных им 1пульсов по осям Х и Уна участкекоды задающих счетчи ков 2 3 на участке,В результате с выходов 22 и 23 управляемых делителей частоты 14 и 15 поступают последовательности импульсов, реали зующие в плоскости ХОУ окружность с диаметром Д, измеряемом в числе шагов,(2 -1) ( М -1) К 10 где К - коэффициент деления первого1и второго делителей 15 и 16;К - коэффициент деления третьего2делителя 16; ЮВ - разрядность задающего счетчика;Я - код, на который настроен дешифратор 7.Устройство работает следующим образом.Перед началом кадра интерполяции на фустановочные входы 19, 20, 2124, 25подают необходимые коды. Предполагается,что двоичный счетчик 1 установлен в "0".Под кадром интерполяции понимается процесс, в результате которого будут вычерчены полная или неподная окружности, полныйэллипс или его часть, а также вектор определенной длины, Предположим, что необходимо вычертить окружность с диаметром180 шагов и началом на оси Х, располо- З 1женным слева от центра окружности, т. е.начиная со второго квадранта по часовойстрелке, на интерполяторе, у которого основной счетчик и задающие счетчики выполнены четырехразрядными, делитель часто- фты 16 - трехразрядный, а делитель частоты 14 ц 15 выполнены семиразрядными. Вэтом случае в задающем счетчике 2 устанавливают код 0010, а в задающем счетчике 3 - код 1101, коэффициенты деления Оделителей устанавливают равными единице,для чего подают на их установочные входыкоды 000 и 0000000,Триггер 13 по входу 27 устанавливают 45 в единичное положение. На счетный вход 18 двоичного счетчика 1 подают регулярную последовательность импульсов. За время между моментом подачи импульсов на вход 18 и моментом выработки импульса 30 переполнения счетчиком 1 с выхода умно- жителя 4 на выход 22 пройдет два импульса, а с выхода умножителя 5 на выход 23 пройдет 13 импульсов, так как на входе умножителя 4 установлен прямой код 55 0010, а на входе умножителя 5 установлен код 1101.На плоскости ХОУ будет вычерчен вектор сЬХ=2 и Ь У=13 шагов. Интервал между импульсами переполнения в дальней шем будем называть участком интерполяции,Импульс переполнения счетчика 1 черезделитель 16, элементы совпадения 8 и 12проходит на первый вход триггера 13 и через элемент задержки 17 и элемент совпадения 9 на вход суммирования счетчика 2и на вход вычитания счетчика 3. В счетчик2 и 3 установится код 0011 и 1100. Наданном участке интерполяции на выход 22пройдет 3, на выход 23 - 12 импульсов.Будет вычерчен вектор с А Х=ЗИ,ЬУ=12шагов соответственно. Аналогично, на следующих участках интерполяции будут вычерчены векторы с Ь Х=4, Ь У=11 и т. ддо Ь Х=13, Ь У=2.В плоскости ХОУ будет вычерчена ломаная кривая, аппроксимирующая одну четвертьдуги по 12 линейным участкам,После вычерчивания вектора с Ь Х=13и Ь У=2 импульс переполнения счетчика 1через третий делитель 16 и первый и четвертый элемент совпадения проходит на второй вход триггера 13 и через элементы задержки 17 и совпадения 10 на вход вычитания счетчика 2 и вход сложения счетчика 3. С выхода 28 этот же илшульс переполнения поступает на схему управленияперемещением, и направление вектора пооси У изменяется на противоположное. Подобно изложенному, происходит вычерчивание дуги в следующем первом, квадранте. Вконце вычерчивания этого квадранта, аналогично изложенному, импульсом с выхода29 производят переключение знака вектора по оси Х и т. д. Процесс вычерчиванияполной окружности заканчивается после поступления с выходом 28 и 29 пятого импульса.Таким образом, вычерчивание дуги окружности производят при равномерном поочередном увеличении или уменьшении кода взадающих счетчиках 2 и 3, Момент окончания интерполирования в очереднолг квадранте определяют с помощью дешифраторов задающего счетчика 6 и 7, причем дешифратор7 дешифрирует максимальный, дешифратор 6 минимальный код. Установка дешифраторов6 и 7 влияет на точность интерполирования,Например, в рассматриваемом устройствепри установках 15-0, 14-1, 13-2 и 12-3относительное отклонение действительной дуги окружности от идеальной составляет соответственно 8,6; 3, 7", 0,6 и 5,9 процента. П огрешность интерполирования может быть уменьшена путем увеличения разрядности двоичного счетчика 1, задающих счетчиков 2 и3, умножителей 4, 5, дешифраторов 6, 7,а также делителей 14, 15.Для вычерчивания дуги окружности из точек, не лежащих на осях координат, в счетчики 2 и 3 по входам 24 и 25 заносят код, соответствующий требуемому участку. Управление изменением кода осуществляют воздействием на триггер по входам 26 и 27,Изменение диаметра окружности осуществляют изменением коэффициентов деления делителей 14, 15, 16. При установке в делителях 14 и 15 неравных коэффициентов де О ления производят сжатие окружности в эллипс вдоль осей Х и У.При интерполяции прямой линии на вход 31 элемента совпадения 8 подают запрещающий потенциал, В задающих счетчиках 15 2 и 3 по входам 24 и 25 устанавливают коды приращений Ь Х и Ь У. С выходов 22 и 23 снимают импульсные последовательности, число импульсов в которых пропорционально кодам в задающих счетчиках, а также коэффициенту деления делителя 16 и обратно пропорционально коэффициентам деления делителей 14 и 15. С выхода 30 снимают сигнал Конец интерполяции прямой". МТаким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется линейная интерполяция и интерполяция окружности отрезками прямых линий. Интерполяция окружности ппоисходит по внутреннему, жесткому алгоритму и не требует запоминания и последующего ввода дискретных значений функции синуса и косинуса.Формула изобретенияЛинейно-круговой интерполятор, сдержащий основной и задающие счетчики, подключенные через двоичны умножители к первому и второму делителям частоты, а выход основного счетчика соединен с вхсдом третьего делителя частоты, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с .далью упрсшения интерполяции, он содержит дв дешифратора, триггер, элементы совпадения и задержки, причем ьыход третьего делителя частоты через последовательно ;.оединенные первый элемент совладела г элемент задержки соединен с одним из входов второго и третьего элементов совпадения, подключенных к задающим счетчикам, один из которых через дешифраторы соединен с четвертым и пятым элементами совпадения, другие входы которых подключены к выходу первого элемента совпадения, а выходы - через триггер к другим входам второго и третьего элементов совпадения.800518 актор Изл, ЪЯ 4 Заказ Я Р дписное ираж И Государственного комитета по делам и оп 11 в;впво Москва, 11 Ю."ь Рауша л ПГ 1 Г 1 "Патент", г. У;к 1 оввта Министров ССС и гирста в па 64 филиа ол, ул, Г 11 пектца Составитель Н,Белинковащщова Техред 3,Тараненко по 1 ректоРА.Галахо