Como um sinal (por exemplo, um sinal de rádio analógico) pode ser "esticado" no tempo, para que a frequência seja reduzida pela metade e o sinal demore o dobro do tempo? É simples de fazer em um computador, mas isso pode ser feito com componentes analógicos?
A transformação que estou procurando é o mesmo que gravar uma fita de áudio e reproduzi-la na metade da velocidade, traduzindo, por exemplo, um sinal de entrada
para
(Isso é diferente do que um receptor de rádio heterodino faz: muda um sinal de uma frequência alta para uma mais baixa, mas o sinal ainda leva a mesma quantidade de tempo.)
Gravar e ler em velocidade mais lenta seria uma maneira de fazer isso, mas isso exigiria componentes mecânicos lentos e não seria capaz de lidar com sinais mais rápidos.
Antecedentes: não estou construindo nada para o qual preciso disso, mas estou imaginando se algo como a multiplexação por divisão de tempo poderia funcionar na era pré-digital ou o que seria necessário para criá-la. É também por isso que um método como gravar em fita e desacelerar a reprodução não funcionaria. Se as peças de sinal multiplexadas forem curtas, os sistemas mecânicos de uma fita não seriam capazes de acompanhar.
Editar A relação com a multiplexação por divisão de tempo: eu estava pensando que o tdm poderia ser implementado com essa técnica. Pegue dois sinais contínuos, divida-os em intervalos de (digamos) microssegundos, aperte cada microssegundo em meio microssegundo (aumentando a frequência) e, em seguida, intercale os segmentos espremidos do sinal de ambos os fluxos. Para desmodular, inverta o processo esticando os intervalos ímpares ou pares.
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Respostas:
Existe uma tecnologia analógica que pode ser usada para fazer o trabalho ... a linha de atraso da "brigada de balde" do CCD .
É analógico, mas tem muito em comum com as técnicas digitais, pois é um sistema de dados amostrados.
Uma linha de atraso típica do CCD possui 512 ou 1024 capacitores em uma linha e uma rede de comutadores CMOS para interconectá-los. Funciona aproximadamente da seguinte maneira:
A idéia geral é como uma fila de pessoas passando baldes umas para as outras, para tentar combater um incêndio.
Nesse ponto, se você quiser alterar o tom, precisará armazenar novos dados em um segundo CCD na taxa de amostragem de entrada, enquanto esvazia o primeiro na nova taxa de amostragem (no seu caso, metade da taxa de clock original) .
Como o segundo CCD está cheio enquanto o primeiro está apenas meio vazio, agora você tem um problema: você precisa despejar alguns dos dados. Se você tiver mais de duas linhas de atraso do CCD, poderá "ocultar" as junções através do desbotamento de uma para a outra, enquanto preenche uma terceira, mas não é uma técnica perfeita.
Os CCDs têm especificações de ruído e distorção muito ruins, juntamente com todos os problemas espectrais e de aliasing do áudio digital, portanto você não ouvirá muito sobre eles neste lado de 1980.
Um exemplo é o SAD1024 (datasheet aqui) usado como um shifter de pitch (com pitch continuamente variável, também conhecido como flanger) aqui
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Eu sugiro gravar o sinal em uma fita e reproduzi-lo na metade da velocidade.
Não posso seguir a razão pela qual isso não satisfaz você. Claro que você pode usar outras mídias (por exemplo, fios, discos etc.); o princípio básico é o mesmo.
Se nada disso for bom para você, você precisará especificar mais os requisitos.
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Se o sinal for periódico, você sempre poderá usar um osciloscópio de amostragem .
Quero dizer, você pode usar qualquer ADC, desde que a janela de abertura e a instabilidade sejam pequenas o suficiente, mas você pediu analógico, então você terá que usar o amostrador de ponte de diodos antigo como os assistentes de antigamente ...
DC-14 GHz com peças de furo passante soldadas à mão .
Verifique a data, 1968;)
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Além de disparar um foguete que viaja à metade da velocidade da luz e, assim, estende o sinal recebido, você precisa de algo que armazene uma amostra do que você recebe e depois o reproduza mais lentamente. Em última análise, isso significa que você nunca alcança o que foi originalmente transmitido, ou seja, você precisa armazenar e reproduzir em uma velocidade mais lenta. Uma fita analógica faz isso muito bem, mas se você quiser isso na forma de IC, os métodos de armazenamento digital são a melhor maneira.
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Existe uma maneira de fazer isso: pulsos de laser 'chilrear' e fibra de compensação de dispersão. O índice de refração da fibra (e, portanto, a velocidade com que a luz se propaga pela referida fibra) é uma função do comprimento de onda da luz. Isso é chamado de dispersão, pois resulta na dispersão de pulsos estreitos no tempo. A fibra de compensação de dispersão é projetada para ter uma dispersão negativa muito alta, de modo que possa "desfazer" a dispersão de um comprimento muito mais longo da fibra normal.
Comece com um pulso de laser chilreado que varre no comprimento de onda. Isso pode ser gerado pegando um pulso de banda larga muito estreito e enviando-o através de um comprimento de fibra de compensação de dispersão. Em seguida, a amplitude modula o pulso sonoro com o sinal que você deseja esticar. Em seguida, envie o pulso modulado através de um bom pedaço longo de fibra de compensação de dispersão.
Essa é realmente uma técnica para escalas de tempo muito curtas, exigindo vários quilômetros de fibra de compensação de dispersão para esticar pulsos de alguns 10s de ns. A dispersão na fibra de compensação de dispersão é geralmente da ordem de -50 ps / nm / km.
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Realmente não há conexão com o TDM. Embora o PSTN fosse digital antes da adoção do TDM, o mesmo conceito funciona com amostras analógicas.
Você só precisa escolher uma taxa de amostragem que capture as informações desejadas. Continuando com o exemplo PSTN, seria uma taxa de amostragem de 8000 Hz, que captura o áudio que cai no intervalo de 300 a 3400 Hz.
Para intercalar N canais de voz, você precisa de um canal de comunicação capaz de lidar com 8000 × N amostras / segundo. Você envia uma amostra de cada um dos canais de voz, em sucessão, e depois inicia a sequência inteira novamente 1/8000 segundos (125 µs) depois.
Você pode amostrar todos os canais de voz simultaneamente e atrasar as amostras em uma fração de 125 µs, de acordo com o número do canal, ou pode simplesmente mudar a fase da amostragem de cada canal para começar (que é o que a maioria dos equipamentos PSTN faz).
A conclusão é que não há necessidade de "compactação de tempo" se a taxa de quadros do TDM corresponder à taxa de amostragem necessária para os canais individuais.
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Isso realmente não pode ser feito analógico. Enquanto as pessoas lançam um monte de idéias legais e interessantes, os circuitos analógicos passivos podem apenas (1) mudar de fase e (2) atenuar. Tudo o que eles podem fazer é limitado a isso, que pode ser expresso matematicamente pela função de transferência (que multiplicará todas as informações no domínio da frequência por uma função complexa que muda o ângulo e atenua a amplitude).
Se você optar pela amplificação como uma adição ativa analógica, obviamente também poderá aumentar algumas frequências - mas, na verdade, isso é tudo que você obtém.
Existem idéias como brigadas de balde, mas, como observado, isso realmente está se tornando digital (ou pelo menos quase digital). Antigamente, a idéia de gravar em uma velocidade na fita e reproduzir a meia velocidade é realmente a única abordagem prática.
Esse tipo de coisa é muito mais fácil de fazer digitalmente. Mesmo lá, no entanto, você precisa ser claro sobre o que deseja. Se você deseja iniciar em t = 0 e esticar um sinal que vai para t = 1 e fazer com que ele saia duas vezes mais ao mesmo tempo inicial (portanto, a saída 0
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Parece que você está fornecendo a melhor resposta a si mesmo. Você declara: "É fácil fazer isso em um computador". Tudo o que você precisa é um conversor AD "apropriado" para alimentar o sinal no computador e, em seguida, um conversor DA para fornecer o sinal final. O computador fornecerá toda a flexibilidade necessária para processar o sinal.
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