¿Cómo puedo 'estirar' una señal a tiempo usando componentes analógicos?

¿Cómo se puede 'estirar' una señal (por ejemplo, una señal de radio analógica) en el tiempo, de modo que la frecuencia se reduzca a la mitad y la señal tome el doble de tiempo? Es sencillo hacerlo en una computadora, pero ¿se puede hacer con componentes analógicos?

La transformación que estoy buscando es la misma que grabar una cinta de audio y luego reproducirla a la mitad de la velocidad, por lo que traducir una señal de entrada de, por ejemplo,

a

(Esto es diferente de lo que hace un receptor de radio heterodino: cambia una señal de una frecuencia alta a una frecuencia más baja, pero la señal todavía ocupa la misma cantidad de tiempo).

Grabar y volver a leer a una velocidad más lenta sería una forma de hacerlo, pero eso requeriría componentes mecánicos lentos y no ser capaz de manejar señales más rápidas.

Antecedentes: no estoy construyendo nada para lo que necesito esto, pero me pregunto si algo como la multiplexación por división de tiempo podría funcionar en la era pre-digital o lo que se necesitaría para crearlo. Esa es también la razón por la cual un método como grabar en cinta y ralentizar la reproducción no funcionaría. Si las señales multiplexadas son cortas, los sistemas mecánicos de una cinta no podrían mantenerse al día.

Editar La relación con la multiplexación por división de tiempo: estaba pensando que tdm podría implementarse con tal técnica. Tome dos señales continuas, divídalas en (digamos) intervalos de microsegundos, exprima cada microsegundo en medio microsegundo (aumentando la frecuencia), luego intercale los segmentos comprimidos de señal de ambas corrientes. Para demodular, invierta el proceso estirando los intervalos pares o impares.

Hay una tecnología analógica que se puede utilizar para hacer el trabajo ... la línea de retardo "brigada de cubetas" del CCD .

Es analógico, pero tiene mucho en común con las técnicas digitales, ya que es un sistema de datos muestreados.

Una línea de retardo CCD típica tiene 512 o 1024 condensadores en una línea y una red de interruptores CMOS para interconectarlos. Funciona aproximadamente de la siguiente manera:

1. Cargue un condensador hasta el voltaje en el pin de entrada,
2. Mantenga ese voltaje y cargue el segundo condensador hasta el voltaje del primero,
3. Mantenga ese voltaje y cargue el Cap 3 desde el Cap 2 mientras carga el Cap 1 desde el pin de entrada.
4. Repita, cargando desde pares e impares desde pares, hasta que aparezca la primera muestra en el pin de salida.

La idea general es como una fila de personas que pasan cubos entre sí, para tratar de combatir un incendio.

En este punto, si desea cambiar el tono, necesita almacenar nuevos datos en un segundo CCD a la frecuencia de muestreo de entrada, mientras vacía el primero a la nueva frecuencia de muestreo (en su caso, la mitad de la frecuencia de reloj original) .

Como el segundo CCD está lleno y el primero está medio vacío, ahora tiene un problema: debe volcar algunos de los datos. Si tiene más de 2 líneas de retardo CCD, puede "ocultar" las uniones desvaneciéndose de una a la otra, mientras llena una tercera, pero no es una técnica perfecta.

Los CCD tienen especificaciones de distorsión y ruido bastante pobres, junto con todos los problemas espectrales y de alias del audio digital, por lo que no escuchará mucho sobre ellos en este lado de 1980.

Un ejemplo de ello es el SAD1024 (hoja de datos aquí) que se usa como un cambiador de tono (con tono continuamente variable, también conocido como un flanger) aquí

Sugeriría grabar la señal en una cinta y reproducirla a la mitad de la velocidad.

No puedo seguir la razón por la que eso no te satisface. Por supuesto, podría usar otros medios (por ejemplo, cables, discos, etc.); El principio básico es el mismo.

Si nada de eso es bueno para usted, debe especificar más los requisitos.

Si la señal es periódica, siempre puede usar un osciloscopio de muestreo .

Quiero decir, puedes usar cualquier ADC siempre que su ventana de apertura y jitter sean lo suficientemente pequeñas, pero pediste analógico, por lo que tendrás que usar el viejo muestreador de puente de diodos como lo hicieron los magos de antaño ...

DC-14 GHz con piezas pasantes soldadas a mano .

Verifique la fecha, 1968;)

Además de disparar un cohete que viaja a la mitad de la velocidad de la luz y extiende la señal recibida, necesita algo que almacene una muestra de lo que recibe y luego lo reproduce a una velocidad más lenta. En última instancia, esto significa que nunca se pone al día con lo que se transmitió originalmente, es decir, tiene que almacenar y reproducir a un ritmo más lento. Una cinta analógica hace esto bien, pero si desea esto en forma de IC, los métodos de almacenamiento digital son la mejor manera.

Hay una manera de hacer esto: pulsos láser 'chirridos' y fibra de compensación de dispersión. El índice de refracción de la fibra (y, por lo tanto, la velocidad a la que la luz se propaga por dicha fibra) es una función de la longitud de onda de la luz. Esto se llama dispersión, ya que da como resultado pulsos estrechos que se dispersan en el tiempo. La fibra de compensación de dispersión está diseñada para tener una dispersión negativa muy alta de modo que pueda 'deshacer' la dispersión de una longitud mucho más larga de fibra normal.

Comience con un pulso láser chirrido que barre en longitud de onda. Esto puede generarse tomando un pulso de banda ancha muy estrecho y enviándolo a través de una longitud de fibra de compensación de dispersión. Luego, la amplitud modula el pulso chirrido con la señal que desea estirar. Luego, envíe el pulso modulado a través de una buena pieza larga de fibra de compensación de dispersión.

Esta es realmente una técnica para escalas de tiempo muy cortas, que requiere varios kilómetros de fibra de compensación de dispersión para estirar pulsos de unos 10 s de ns. La dispersión en la fibra de compensación de dispersión suele ser del orden de -50 ps / nm / km.

Realmente no hay conexión con TDM. Aunque el PSTN era digital antes de que se adoptara TDM, el mismo concepto funciona con muestras analógicas.

Solo necesita elegir una frecuencia de muestreo que capture la información que desea. Continuando con el ejemplo PSTN, esa sería una frecuencia de muestreo de 8000 Hz, que captura audio que cae en el rango de 300-3400 Hz.

Para intercalar N canales de voz, necesita un canal de comunicaciones que pueda manejar 8000 × N muestras / segundo. Envía una muestra de cada uno de los canales de voz, en sucesión, y luego comienza la secuencia completa nuevamente 1/8000 de segundo (125 µs) más tarde.

Puede muestrear todos los canales de voz simultáneamente y luego retrasar las muestras en una fracción de 125 µs de acuerdo con su número de canal, o simplemente puede cambiar la fase del muestreo para cada canal para comenzar (que es con lo que la mayoría de los equipos PSTN hace).

La conclusión es que no hay necesidad de "compresión de tiempo" si la frecuencia de cuadros TDM coincide con la frecuencia de muestreo requerida para los canales individuales.

Esto realmente no se puede hacer de forma analógica. Si bien las personas han arrojado un montón de ideas interesantes y ordenadas, los circuitos analógicos pasivos solo pueden (1) cambiar de fase y (2) atenuarse. Todo lo que pueden hacer se limita a esto, que puede expresarse matemáticamente por la función de transferencia (que multiplicará toda la información en el dominio de la frecuencia por una función compleja que cambia el ángulo y atenúa la amplitud).

Si opta por la amplificación como una adición activa analógica, obviamente también puede aumentar algunas frecuencias, pero en realidad eso es todo lo que obtiene, es más.

Hay ideas como brigadas de cubetas, pero como se señaló, esto realmente se está volviendo digital (o al menos cuasi digital). En los viejos tiempos, la idea de grabar a una velocidad en cinta y reproducir a media velocidad es realmente el único enfoque práctico.

Este tipo de cosas es mucho más fácil de hacer digitalmente. Incluso allí, sin embargo, debe tener claro lo que quiere. Si desea comenzar en t = 0 y estirar una señal que va a t = 1 y hacer que salga dos veces al mismo tiempo inicial (entonces, salida 0

Parece que está proporcionando la mejor respuesta usted mismo. Usted dice: "Es sencillo hacerlo en una computadora". Todo lo que necesita, entonces, es un convertidor AD "apropiado" para alimentar la señal a la computadora, y luego un convertidor DA para darle la señal final. La computadora le dará toda la flexibilidad que pueda necesitar para procesar la señal.