Как я могу «растянуть» сигнал во времени, используя аналоговые компоненты?

Как сигнал (например, аналоговый радиосигнал) можно «растянуть» во времени, чтобы частота делилась вдвое, а сигнал занимал вдвое больше времени? Это просто сделать на компьютере, но можно ли сделать это с аналоговыми компонентами?

Требуемое преобразование аналогично записи аудиокассеты и ее воспроизведению с половинной скоростью, поэтому, например, необходимо преобразовать входной сигнал

в

(Это отличается от того, что делает гетеродинный радиоприемник: он сдвигает сигнал с высокой на более низкую частоту, но сигнал все равно занимает то же количество времени.)

Запись и чтение с более медленной скоростью было бы одним из способов сделать это, но это потребовало бы медленных механических компонентов и не было бы в состоянии справиться с более быстрыми сигналами.

Предпосылки: я не создаю ничего, для чего мне это нужно, но мне интересно, может ли что-то вроде мультиплексирования с временным разделением работать в до-цифровую эпоху или что нужно для его создания. Вот почему такой метод, как запись на ленту и замедленное воспроизведение, не будет работать. Если мультиплексированные фрагменты сигнала являются короткими, механические системы ленты не смогут идти в ногу.

Редактировать связь с мультиплексированием с временным разделением: я думал, что tdm может быть реализован с помощью такой техники. Возьмите два непрерывных сигнала, разделите их на (скажем) микросекундные интервалы, сожмите каждую микросекунду до половины микросекунды (увеличивая частоту), затем чередуйте сжатые сегменты сигнала из обоих потоков. Чтобы демодулировать, переверните процесс, растянув нечетные или четные интервалы.

Существует одна аналоговая технология, которую можно использовать для выполнения этой работы ... линия задержки CCD "Bucket Brigade" .

Он аналоговый, но имеет много общего с цифровыми технологиями в том смысле, что это система выборочных данных.

Типичная линия задержки CCD имеет 512 или 1024 конденсатора в линии и сеть CMOS-переключателей для их соединения. Это работает примерно следующим образом:

1. Зарядите один конденсатор до напряжения на входном контакте,
2. Держите это напряжение и заряжайте второй конденсатор до напряжения первого,
3. Удерживайте это напряжение и зарядите колпачок 3 от колпачка 2, одновременно заряжая колпачок 1 от входного контакта.
4. Повторите, заряжая четные от нечетного и нечетного от четного, пока первый образец не появится на выходном выводе.

Общая идея подобна линии людей, передающих ведра друг другу, чтобы попытаться бороться с огнем.

На этом этапе, если вы хотите изменить высоту тона, вам нужно сохранить новые данные во второй CCD с входной частотой дискретизации, в то время как вы очищаете первые данные с новой частотой дискретизации (в вашем случае, половина исходной тактовой частоты) ,

Поскольку вторая ПЗС заполнена, а первая - только наполовину пуста, у вас теперь есть проблема: вы должны сбросить некоторые данные. Если у вас есть более 2 линий задержки CCD, вы можете «скрыть» соединения, смешивая их от одного к другому, заполняя третью, но это не идеальная техника.

ПЗС имеют довольно слабые характеристики шума и искажений, а также все спектральные проблемы и проблемы сглаживания цифрового звука, поэтому о них вы не услышите много на этой стороне 1980 года.

Одним из таких примеров является SAD1024 ( таблица данных здесь), используемая в качестве переключателя высоты тона (с постоянно меняющимся шагом, то есть фленджером) здесь

Я бы предложил записать сигнал на кассету и воспроизвести его на половине скорости.

Я не могу понять причину, по которой это вас не удовлетворяет. Конечно, вы можете использовать другие носители (например, провода, диски и т. Д.); основной принцип тот же.

Если ничего из этого не подходит для вас, вы должны уточнить требования далее.

Если сигнал периодический, то вы всегда можете использовать пробоотборный осциллограф .

Я имею в виду, что вы можете использовать любой АЦП при условии, что его апертурное окно и джиттер достаточно малы, но вы попросили аналоговый, поэтому вам придется использовать старый сэмплер с диодным мостом, как это делали волшебники старого ...

DC-14 ГГц с ручной пайкой сквозных отверстий .

Проверь дату 1968 года;)

Помимо запуска ракеты, которая движется с половиной скорости света и вытягивает полученный сигнал, вам нужно что-то, что хранит образец того, что вы получаете, а затем воспроизводит его с более медленной скоростью. В конечном итоге это означает, что вы никогда не узнаете о том, что было первоначально передано, т.е. вы должны хранить и воспроизводить с более медленной скоростью. Аналоговая лента прекрасно справляется с этой задачей, но если вы хотите использовать ее в виде микросхемы, лучше всего использовать цифровые методы хранения

Есть способ сделать это: «чирпированные» лазерные импульсы и волокно с компенсацией дисперсии. Показатель преломления волокна (и, следовательно, скорость, с которой свет распространяется вниз по указанному волокну) является функцией длины волны света. Это называется дисперсией, поскольку приводит к рассеиванию во времени узких импульсов. Волокно с компенсацией дисперсии разработано так, чтобы иметь очень высокую отрицательную дисперсию, так что оно может «отменить» дисперсию намного большей длины нормального волокна.

Начните с чирпированного лазерного импульса с длиной волны. Это можно получить, взяв очень узкий широкополосный импульс и отправив его через волокно с компенсацией дисперсии. Затем амплитудно модулируйте чирпированный импульс с сигналом, который вы хотите растянуть. Затем отправьте модулированный импульс через хороший длинный кусок волокна компенсации дисперсии.

Это действительно методика для очень коротких временных периодов, требующих нескольких километров волокна с компенсацией дисперсии для растягивания импульсов в несколько десятков нс. Дисперсия в волокне с компенсацией дисперсии обычно составляет порядка -50 пс / нм / км.

Там действительно нет связи с TDM. Хотя PSTN был цифровым до принятия TDM, та же концепция работает с аналоговыми образцами.

Вам просто нужно выбрать частоту дискретизации, которая захватывает информацию, которую вы хотите. Продолжая с примером PSTN, это будет частота дискретизации 8000 Гц, которая фиксирует звук, находящийся в диапазоне 300-3400 Гц.

Для чередования N голосовых каналов вам необходим канал связи, который может обрабатывать 8000 × N выборок / секунду. Вы посылаете по одному сэмплу из каждого речевого канала последовательно, а затем начинаете всю последовательность заново через 1/8000 секунды (125 мкс) спустя.

Вы можете либо сэмплировать все речевые каналы одновременно, а затем задержать сэмплы на некоторую долю 125 мкс в соответствии с их номером канала, или вы можете просто сместить фазу сэмплирования для каждого канала, чтобы начать с него (что и является большинством оборудования КТСОП). делает).

Суть в том, что нет необходимости в «сжатии времени», если частота кадров TDM соответствует частоте дискретизации, необходимой для отдельных каналов.

Это действительно нельзя сделать аналогом. В то время как люди выбросили кучу интересных и интересных идей, пассивные аналоговые схемы могут только (1) сдвигать фазу и (2) затухать. Все, что они могут сделать, ограничивается этим, что может быть математически выражено передаточной функцией (которая будет умножать всю информацию в частотной области на сложную функцию, которая одновременно смещает угол и ослабляет амплитуду).

Если вы используете усиление в качестве аналогового активного дополнения, очевидно, что вы также можете увеличить некоторые частоты - но на самом деле это все, что вы получаете, это больше.

Есть такие идеи, как ведущие бригады, но, как уже отмечалось, это действительно цифровая (или, по крайней мере, квази-цифровая) В старые времена идея записи на одной скорости на кассету и воспроизведения на половинной скорости - действительно единственный практический подход.

Такого рода вещи гораздо проще сделать в цифровом виде. Однако даже там вам нужно четко понимать, чего вы хотите. Если вы хотите начать с t = 0 и растянуть сигнал, идущий до t = 1, и заставить его выходить в два раза за одно и то же начальное время (так, выведите 0

Кажется, вы даете лучший ответ сами. Вы заявляете: «Это прямо сейчас делать на компьютере». Все, что вам нужно, это «соответствующий» АЦП для подачи сигнала на компьютер, а затем АЦП для выдачи окончательного сигнала. Компьютер предоставит вам всю необходимую гибкость для обработки сигнала.