Цифровой линейный экстраполятор

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 11.10.79 (21) 2830483/18-24с присоединением заявки Ио0 06 Г 15/353 Государственнъюй комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытнй(54) ЦИФРОВОИ ЛИНЕЙНЫИ ЭКСТРЛПОЛНТОР Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в цифровых специализированных вычислительных устройствах длявычисления значений дискретной (повремени) функции, заданной в виде кодов в последовательные моменты времени,Известен цифровой линейный экстраполятор, содержащий первый и второйрегистры, преобразователь код-частота и реверсивный счетчик (13.Недостатком такого устройства является низкая точность. вычисления выходных значений кода в промежуткахмежду моментами поступления входныхзначений.Наиболее близким к предлагаемомуявляется цифровой линейный экстраполятор, содержащий первый и второй регистры, преобразователь код-частота,блок определения разности и реверсивный счетчик (.23.Недостатком известного устройстваявляется ограниченная область применения, В частности, при поступлениивходных кодов через неравноотносящиемоменты времени (когда частота синхроимпульсов, сопровождающих коды,переменна) зкстраполятор не может работать из-за значительных погрешностей экстраполяции.Цель изобретения - расширение области применения за счет возможностилинейной экстраполяции при переменной частоте следования синхроимпульсов входных кодов.Поставленная цель достигается тем,что в цифровой линейный экстраполятор, содержащий первый и второй регистры, блок определения разности иреверсивный счетчик, группа входовкоторого соединена с группой входовпервого регистра и является группой 15 кодовых входов экстраполятора,выходом которого является группа выходовреверсивного счетчика, входы сложения и вычитания которого соединеныс прямым и инверсным выходами знако вого разряда блока определения разности соответственно, первая и вторая группы входов блока определенияразности соединены соответственно сгруппами разрядных выхоцов первогои второго регистров, группа разрядных выходов первого регистра соеди"иена с группой входов евторого регистра, управляющие входы первого и второго регистров соединены с входом 30 синхроимпульсов экстраполятора, вве 868769ден управляемый умножитель частоты импульсов, тактовый вход которого соединен с входом синхроимпульсов экстраполятора, группа информационных входов соединена с группой, выходов блока определения разности, а выход соединен с импульсным входом реверсивного счетчика.Управляемый умножитель частоты импульсов содержит генератор импульсов опорной частоты, схему сравнения, 10 блок управления, первый и второй управляемые делители частоты, дешифратор и элемент И, выход которого является выходом умнОжителя, первые входы схемы сравнения и блока управления соединены с тактовым входом умножите ля, группа входов первого управляемого делителя частоты и группа входов дешифратора соединены с группой информационных входов умножителя, выход дешифратора соединен стгервымвходом элемента И, второй вход которого соединен с импульсным входом первого и выходом второго управляемых делителей частоты, импульсный вход и группа входов второго управляемого делителя частоты соединены с выходом генератора импульсов опорной частоты и группой выходов блока управления соответственно, второй и третий входы блока управления соединены с выходом генератора импульсов опорной частоты и схемы сравнения соответственно,второй вход схемы сравнения соединен с выходом первого управляемого делителя частоты.Блок управления содержит триггер элемент И и два счетчика, причем первый вход триггера соединен с управляющим входом первого счетчика и с первым входом блока, второй вход триггера соединен с выходом первого 40 счетчика, выход триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, группа выходов которого является группой выходов блока, второй вход элемента И соединен со счетным входом первого счетчика и со вторым входом блока, третий вход элемента И соединен с управляющим входом второго счетчика и с третьим вхо дом блока.На фиг. 1 представлен предлагаемый экстраполятор, структурная схема; на фиг. 2 - блок-схема управляемого умножителя частоты импульсовна фиг. 3 - блок управления, структурна схема.Цифровой линейный экстраполятор, содержит первый и второй регистры 1 и 2, блок 3 определения разности, управляемый .Умножитель 4 частоты им- що пульсов и реверсивный счетчик 5,входы,6-8 и выходы 9 и 10.Управляемый умножитель 4 частоты импульсов содержит генератор 11 импульсов опорной частоты, схему 12 65 сравнения, блок 13 управления, управляемые делители 14 и 15 частоты, дешифратор 16 и элемент И 17.Блок 13 управления содержит триггер 18, элемент И 19 и счетчики 20и 21.Блок 3 определения разности предназначен для вычисления приращениявходного кода и знака разности.Управляемый умножитель 4 частотыимпульсов предназначен для формирования повышенной частоты следованияимпульсов.Реверсивный счетчик 5 предназначендля формирования экстраполированного выходного кода,Цифровой линейный экстраполяторработает сдедующим образом.При поступлении сигнала синхронизации и входного кода. значение последнего записывается в первый регистр1 и реверсивный счетчик 5. Во второйрегистр 2 переписывается предыдущеезначение входного кода из первого регистра 1. Одновременно сигнал синхронизации поступает на импульсный входуправляемого умножителя 4 частоты импульсов. Блок 3 определения разностивычисляет приращение входного кода,которое поступает на управляющий выход 9 умножителя 4 частоты, определяя требуемый коэффициент умножения.На выходе 10 умножителя формируетсяпоследовательность импульсов,. равномерно распределенных в течение интервала времени Ьс = 1-смежду соседними кодами, число которых равноприращению входного кода. Если приращение входного кода больше (меньше)нуля, то выходным сигналом знаковогоразряда блока 3 определения разностипри поступлении очередного значениявходного кода реверсивный счетчик 5устанавливается в режим вычитания(сложения). При этом каждый импульс,поступающий на вход реверсивногосчетчика 3, уменьшает (увеличивает)его содержание на единицу. Таким образом, в течение интервала экстраполяции ь выходной код в экстраполяторе изменяется по линейному закону,.т.е. осуществляетсй линейная экстраполяция.Управляемый делитель 4 частотыимпульсов работает следующим образом.Частота импульсов синхронизацииумножается на число, .пропорциональноекоду разности, таким образом, что навыходе 10 формируются импульсы повышенной частоты, равномерно расположенные в интервалах экстраполяции. Умножитель 4 частоты реализован как частотно-импульсная следящая система(с отрицательной обратной связью почастоте). Контур отрицательной обратной связи по частоте замыкается черезуправляемый делитель 15 частоты,коэффициент деления которого определяется кодом разности.Таким образом, код разности управляет по цепи отрицательной обратной связи коэффициентом умножения умножителя 4 частоты.С целью блокировки минимально возможных частот на выходе умножителя 4 частоты используется логический элемент И 17, управляемый дешифратором 16. Дешифратор 16 определяет нулевой порог частоты (зону нечувствительности). При этом частота Г является стабильной высокой частотой генератора 11 импульсов.Блок 13 управления является регулятором частоты посредством кода управления коэффициента деления управляемого делителя 14 частоты. Умно житель 4 частоты импульсов, являющийся замкнутой частотно-импульсной следящей системой с управляемым коэффициентом умножения, обладает определенной инерционностью (постоянной времени), позволяющей сгладить скачки кода разнбсти между интервалами экстраполяции. Он имеет хорошую помехозащищенность (достаточный коэффициент сглаживания флюктуаций) и требуемые 25 динамические характеристики, позволяющие использовать его в качестве основного элемента цифрового линейного экстраполятора.В предлагаемом цифровом линейном экстраполяторе отсутствует пульсация выходного кода и сбои реверсивного счетчика 5 за счет одновременного поступления на его суммирующий и вычитающий входы импульсов (так как последнее исключено блоком 3 определения разности).Формула изобретения1. Цифровой линейный экстраполятор, содержащий первый и второй регистры, блок определения разности и реверсивный счетчик, группа входов которого соединена с группой входов 45 первого регистра и является группой кодовых входов экстраполятора, выходом которого является группа выходов .реверсивного счетчика, входы сложения и вычитания которого соединены с прямым и инверсным выходами знакового разряда блока определения разности соответственно, первая и вторая группы входов блока определения раз. ности соединены соответственно с группами разрядных выходов первого и второго регистров, группа разрядных выходов первого регистра соединена с группой входов второго регистра,управляющие входы первого и второго регистров соединены с входом синхро- И) импульсов экстраполятора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, он содержит управляемый умножитель частоты импульсов, тактовый вход которого соединен с входом синхроимпульсов экстраполятора, группа информационных входов соединена с группой выхо"дов блока определения разности, а выход соединен с импульсным входом реверсивного счетчика. 2. Экстраполятор по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что управляемый умножитель частоты импульсов,содержит генератор импульсов опорнойчастоты, схему сравнения, блок управления, первый и второй управляемые делители частоты, дешифратор иэлемент И, выход которого являетсявыходом умножителя, первые входы схемы сравнения и блока управления соединены с тактовым входом умножителя,группа входов первого управляемого,делителя частоты и группа входов дешифратора соединена с группой информационных входов умножителя, выходдешифратора соединен с первым входомэлемента И, второй вход которогосоединен с импульсным входом первогОи выходом второго управляемых делителей частоты, импульсный вход и группа входов второго управляемого делителя частоты соединены с выходом генератора импульсов опорной частотыи группой выходов блока управлениясоответственно, второй и третий входыблока управления соединены с выходомгенератора импульсов опорной частоты и схемы сравнения соответственно,второй вход схемы сравнения соединенс выходом первого управляемого делителя частоты.3. Экстраполятор по пп, 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,блок уйравления содержит триггер,элемент И и два счетчика, причем первый вход триггера соединен с управляющим входом первого счетчика и спервым входом блоха, второй вход.триггера соединен с выходом первогосчетчика, выход триггера соединен спервым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, группа выходов которого является группой выходов блока,второй вход элемента И соединен сосчетным входом первого счетчика и совторым входом блока, третий вход элемента И соединен с управляющим вхо, дом второго счетчика и с третьимвходом блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 486321, кл. 6 06 3 1/02,6 06 Г 15/34, 1974.2. Авторское свидетельство СССРР 628502, кл. 6 061/02,6 06 Г 15/34, 1975 (прототип).8687 б 9 НИИПИ Заказ 8330/7 ираж 748 Подписное Филиал ППП Патент, г,Ужгород,ул.Проектная