Come posso 'allungare' un segnale nel tempo usando componenti analogici?

Come può un segnale (ad es. Un segnale radio analogico) essere "allungato" nel tempo, in modo che la frequenza venga dimezzata e il segnale impieghi il doppio del tempo? È semplice da fare in un computer, ma può essere fatto con componenti analogici?

La trasformazione che sto cercando è la stessa della registrazione di un nastro audio e quindi della sua riproduzione alla metà della velocità, quindi traducendo ad esempio un segnale di ingresso

per

(Questo è diverso da quello che fa un ricevitore radio eterodina: sposta un segnale da una frequenza alta a una più bassa, ma il segnale impiega ancora lo stesso tempo.)

Registrare e leggere a una velocità inferiore sarebbe un modo per farlo, ma ciò richiederebbe componenti meccanici lenti e non sarebbe in grado di gestire segnali più veloci.

Background: non sto costruendo nulla per il quale ho bisogno di questo, ma mi chiedo se qualcosa come il multiplexing a divisione del tempo potrebbe funzionare nell'era pre-digitale o cosa ci vorrebbe per crearlo. Questo è anche il motivo per cui un metodo come la registrazione su nastro e la riproduzione rallentata non funzionerebbe. Se i pezzi di segnale multiplexati sono corti, i sistemi meccanici di un nastro non sarebbero in grado di tenere il passo.

Modifica La relazione con il multiplexing della divisione del tempo: stavo pensando che tdm potesse essere implementato con una tale tecnica. Prendi due segnali continui, suddividili in (diciamo) intervalli di microsecondi, stringi ogni microsecondo in mezzo microsecondo (aumentando la frequenza), quindi interfoglia i segmenti di segnale schiacciati da entrambi i flussi. Per demodulare, invertire il processo allungando gli intervalli pari o dispari.

Esiste una tecnologia analogica che può essere utilizzata per fare il lavoro ... la linea di ritardo "benna brigata" del CCD .

È analogico, ma ha molto in comune con le tecniche digitali in quanto è un sistema di dati campionati.

Una tipica linea di ritardo CCD ha 512 o 1024 condensatori in una linea e una rete di switch CMOS per interconnetterli. Funziona approssimativamente come segue:

1. Caricare un condensatore fino alla tensione sul pin di ingresso,
2. Mantieni quella tensione e carica il secondo condensatore fino alla tensione del primo,
3. Mantieni quella tensione e carica il Cap 3 dal Cap 2 mentre carica il Cap 1 dal pin di ingresso.
4. Ripetere, caricando anche da dispari e dispari da pari, fino a quando il primo campione appare sul pin di uscita.

L'idea generale è come una fila di persone che si scambiano secchi per cercare di combattere un incendio.

A questo punto, se si desidera modificare il tono, è necessario memorizzare i nuovi dati in un secondo CCD alla frequenza di campionamento di input, mentre si svuota il primo alla nuova frequenza di campionamento (nel proprio caso, metà della frequenza di clock originale) .

Poiché il secondo CCD è pieno mentre il primo è solo mezzo vuoto, ora hai un problema: devi scaricare alcuni dei dati. Se hai più di 2 linee di ritardo CCD puoi "nascondere" i join dissolvenza incrociata dall'uno all'altro, riempiendone un terzo, ma non è una tecnica perfetta.

I CCD hanno specifiche di rumore e distorsione piuttosto scadenti, insieme a tutti i problemi spettrali e aliasing dell'audio digitale, quindi non ne sentirete molto su questo lato del 1980.

Uno di questi esempi è il SAD1024 (scheda tecnica qui) utilizzato come pitch shifter (con tonalità continuamente variabile, noto anche come flanger) qui

Suggerirei di registrare il segnale su un nastro e di riprodurlo a metà velocità.

Non posso seguire il motivo per cui ciò non ti soddisfa. Ovviamente potresti usare altri media (es. Fili, dischi ecc.); il principio di base è lo stesso.

Se nulla di tutto ciò è utile per te, devi specificare ulteriormente i requisiti.

Se il segnale è periodico, è sempre possibile utilizzare un oscilloscopio di campionamento .

Voglio dire, puoi usare qualsiasi ADC purché la sua finestra di apertura e il jitter siano abbastanza piccoli, ma hai chiesto l'analogico, quindi dovrai usare il vecchio campionatore a ponte a diodi come facevano i maghi del vecchio ...

DC-14 GHz con parti passanti saldate a mano .

Controlla la data, 1968;)

Oltre a sparare un razzo che viaggia a metà della velocità della luce e quindi allunga il segnale ricevuto, hai bisogno di qualcosa che immagazzini un campione di ciò che ricevi e poi lo riproduca a una velocità inferiore. In definitiva, ciò significa che non è mai possibile recuperare il ritardo con ciò che è stato originariamente trasmesso, ovvero è necessario memorizzare e riprodurre a una velocità inferiore. Un nastro analogico lo fa bene, ma se lo si desidera in formato IC, i metodi di archiviazione digitale sono il modo migliore.

C'è un modo per farlo: impulsi laser "cinguettati" e fibra di compensazione della dispersione. L'indice di rifrazione della fibra (e quindi la velocità alla quale la luce si propaga lungo detta fibra) è una funzione della lunghezza d'onda della luce. Questo si chiama dispersione poiché provoca la dispersione di impulsi stretti nel tempo. La fibra di compensazione della dispersione è progettata per avere una dispersione negativa molto elevata tale da poter "annullare" la dispersione di una lunghezza molto più lunga della fibra normale.

Inizia con un impulso laser che cinguetta in lunghezza d'onda. Questo può essere generato prendendo un impulso a banda larga molto stretto e inviandolo attraverso una lunghezza di fibra di compensazione della dispersione. Quindi modula l'ampiezza del cinguettio con il segnale che vuoi allungare. Quindi inviare l'impulso modulato attraverso un bel lungo pezzo di fibra di compensazione della dispersione.

Questa è davvero una tecnica per scale temporali molto brevi, che richiede diversi km di fibra di compensazione della dispersione per allungare gli impulsi di alcuni 10 secondi di ns. La dispersione nella fibra di compensazione della dispersione è generalmente dell'ordine di -50 ps / nm / km.

Non c'è davvero alcun collegamento con TDM. Sebbene il PSTN fosse digitale prima dell'adozione di TDM, lo stesso concetto funziona con campioni analogici.

Devi solo scegliere una frequenza di campionamento che acquisisca le informazioni che desideri. Continuando con l'esempio PSTN, sarebbe una frequenza di campionamento di 8000 Hz, che cattura l'audio che cade nell'intervallo di 300-3400 Hz.

Per intercalare N canali vocali, è necessario un canale di comunicazione in grado di gestire campioni da 8000 × N / secondo. Si invia un campione da ciascuno dei canali vocali, in successione, quindi si riavvia l'intera sequenza per 1/8000 di secondo (125 µs) in seguito.

Puoi campionare tutti i canali vocali contemporaneamente e quindi ritardare i campioni di una frazione di 125 µs in base al loro numero di canale, oppure puoi semplicemente spostare la fase del campionamento per ciascun canale per iniziare (che è ciò che la maggior parte delle apparecchiature PSTN lo fa).

La linea di fondo è che non è necessaria la "compressione del tempo" se la frequenza dei fotogrammi TDM corrisponde alla frequenza di campionamento richiesta per i singoli canali.

Questo davvero non può essere fatto analogico. Mentre le persone hanno buttato fuori un mucchio di idee pulite e interessanti, i circuiti analogici passivi possono solo (1) spostare la fase e (2) attenuare. Tutto ciò che possono fare è limitato a questo, che può essere espresso matematicamente dalla funzione di trasferimento (che moltiplica tutte le informazioni nel dominio della frequenza per una funzione complessa che sposta l'angolo e attenua l'ampiezza).

Se scegli l'amplificazione come un'aggiunta analogica attiva, ovviamente puoi anche aumentare alcune frequenze, ma in realtà è tutto ciò che ottieni di più.

Ci sono idee come le brigate a secchio, ma come notato questo sta davvero diventando digitale (o almeno quasi digitale). Ai vecchi tempi, l'idea di registrare su una velocità su nastro e riprodurre a metà velocità è davvero l'unico approccio pratico.

Questo genere di cose è molto più facile da fare in digitale. Anche lì, tuttavia, è necessario essere chiari su ciò che si desidera. Se vuoi iniziare da t = 0 e allungare un segnale che va a t = 1 e farlo uscire due volte più volte allo stesso tempo iniziale (quindi, emetti 0

Sembra che tu stia fornendo tu stesso la migliore risposta. Dichiarate "È semplice farlo in un computer". Tutto ciò che serve quindi è un convertitore AD "appropriato" per inviare il segnale al computer, quindi un convertitore DA per fornire il segnale finale. Il computer ti darà tutta la flessibilità di cui potresti aver bisogno per elaborare il segnale.