Comment «étirer» un signal dans le temps en utilisant des composants analogiques?

Comment un signal (par exemple un signal radio analogique) peut-il être «étiré» dans le temps, de sorte que la fréquence soit divisée par deux et que le signal prenne deux fois plus de temps? C'est simple à faire dans un ordinateur, mais cela peut-il être fait avec des composants analogiques?

La transformation que je recherche est identique à l'enregistrement d'une bande audio, puis à sa lecture à la moitié de la vitesse, traduisant ainsi un signal d'entrée, par exemple

à

(C'est différent de ce que fait un récepteur radio hétérodyne: il fait passer un signal d'une fréquence élevée à une fréquence inférieure, mais le signal prend toujours le même temps.)

Enregistrer et relire à une vitesse plus lente serait une façon de le faire, mais cela nécessiterait des composants mécaniques lents et ne serait pas capable de traiter des signaux plus rapides.

Contexte: Je ne construis pas quelque chose pour lequel j'ai besoin de cela, mais je me demande si quelque chose comme le multiplexage temporel pourrait fonctionner à l'ère pré-numérique ou ce qu'il faudrait pour le créer. C'est aussi pourquoi une méthode comme l'enregistrement sur bande et la lecture ralentie ne fonctionnerait pas. Si les morceaux de signal multiplexés sont courts, les systèmes mécaniques d'une bande ne pourraient pas suivre.

Edit La relation avec le multiplexage temporel: je pensais que tdm pouvait être implémenté avec une telle technique. Prenez deux signaux continus, divisez-les en (disons) intervalles de microsecondes, comprimez chaque microseconde en une demi-microseconde (augmentant la fréquence), puis entrelacez les segments de signal compressés des deux flux. Pour démoduler, inversez le processus en étirant les intervalles pairs ou impairs.

Il existe une technologie analogique qui peut être utilisée pour faire le travail ... la ligne à retard CCD "brigade de seaux" .

Il est analogique, mais il a beaucoup en commun avec les techniques numériques en ce qu'il s'agit d'un système de données échantillonnées.

Une ligne à retard CCD typique a 512 ou 1024 condensateurs dans une ligne, et un réseau de commutateurs CMOS pour les interconnecter. Cela fonctionne à peu près comme suit:

1. Chargez un condensateur jusqu'à la tension sur la broche d'entrée,
2. Maintenez cette tension et chargez le deuxième condensateur jusqu'à la tension du premier,
3. Maintenez cette tension et chargez le capuchon 3 à partir du capuchon 2 tout en chargeant le capuchon 1 à partir de la broche d'entrée.
4. Répétez l'opération, en chargeant même de impair et impair de pair, jusqu'à ce que le premier échantillon apparaisse sur la broche de sortie.

L'idée générale est comme une file de personnes se passant des seaux pour essayer de combattre un incendie.

À ce stade, si vous souhaitez modifier la hauteur, vous devez stocker de nouvelles données dans un deuxième CCD à la fréquence d'échantillonnage d'entrée, tandis que vous videz la première à la nouvelle fréquence d'échantillonnage (dans votre cas, la moitié de la fréquence d'horloge d'origine) .

Comme le deuxième CCD est plein alors que le premier n'est qu'à moitié vide, vous avez maintenant un problème: vous devez vider certaines données. Si vous avez plus de 2 lignes à retard CCD, vous pouvez "masquer" les jointures en effectuant un fondu enchaîné de l'une à l'autre, tout en remplissant une troisième, mais ce n'est pas une technique parfaite.

Les CCD ont des caractéristiques de bruit et de distorsion assez médiocres, ainsi que tous les problèmes spectraux et de repliement de l'audio numérique, vous n'en entendrez donc pas beaucoup de ce côté de 1980.

Un tel exemple est le SAD1024 (fiche technique ici) utilisé comme pitch shifter (avec un pitch variant continuellement, alias un flanger) ici

Je suggère d'enregistrer le signal sur une bande et de le lire à la moitié de la vitesse.

Je ne peux pas suivre la raison pour laquelle cela ne vous satisfait pas. Bien sûr, vous pouvez utiliser d'autres supports (par exemple des fils, des disques, etc.); le principe de base est le même.

Si rien de tout cela n'est bon pour vous, vous devez préciser davantage les exigences.

Si le signal est périodique, vous pouvez toujours utiliser un oscilloscope d'échantillonnage .

Je veux dire, vous pouvez utiliser n'importe quel ADC à condition que sa fenêtre d'ouverture et sa gigue soient assez petites, mais vous avez demandé de l'analogique, vous devrez donc utiliser l'ancien échantillonneur de pont de diodes comme les anciens sorciers ...

DC-14 GHz avec pièces traversantes soudées à la main .

Vérifiez la date, 1968;)

À part tirer une fusée qui se déplace à la moitié de la vitesse de la lumière et étire ainsi le signal reçu, vous avez besoin de quelque chose qui stocke un échantillon de ce que vous recevez, puis le reproduit à un rythme plus lent. En fin de compte, cela signifie que vous ne rattrapez jamais ce qui a été transmis à l'origine, c'est-à-dire que vous devez stocker et lire à un rythme plus lent. Une bande analogique le fait très bien, mais si vous le souhaitez sous forme de circuit intégré, les méthodes de stockage numérique sont le meilleur moyen.

Il existe un moyen de le faire: des impulsions laser «gazouillées» et une fibre de compensation de dispersion. L'indice de réfraction de la fibre (et donc la vitesse à laquelle la lumière se propage dans cette fibre) est fonction de la longueur d'onde de la lumière. C'est ce qu'on appelle la dispersion car elle se traduit par des impulsions étroites se dispersant dans le temps. La fibre de compensation de dispersion est conçue pour avoir une dispersion négative très élevée de telle sorte qu'elle peut «annuler» la dispersion d'une longueur beaucoup plus longue de fibre normale.

Commencez avec une impulsion laser gazouillée qui balaie la longueur d'onde. Cela peut être généré en prenant une impulsion très étroite à large bande et en l'envoyant à travers une longueur de fibre de compensation de dispersion. Ensuite, l'amplitude module l'impulsion gazouillée avec le signal que vous souhaitez étirer. Envoyez ensuite l'impulsion modulée à travers un long morceau de fibre de compensation de dispersion.

C'est vraiment une technique pour des échelles de temps très courtes, nécessitant plusieurs kilomètres de fibre de compensation de dispersion pour étirer des impulsions de quelques 10s de ns. La dispersion dans la fibre de compensation de dispersion est généralement de l'ordre de -50 ps / nm / km.

Il n'y a vraiment aucun lien avec TDM. Bien que le RTPC soit numérique avant l'adoption du TDM, le même concept fonctionne avec des échantillons analogiques.

Il vous suffit de choisir un taux d'échantillonnage qui capture les informations que vous souhaitez. Poursuivant avec l'exemple du RTPC, ce serait un taux d'échantillonnage de 8000 Hz, qui capture le son dans la plage de 300 à 3400 Hz.

Pour entrelacer N canaux vocaux, vous avez besoin d'un canal de communication capable de traiter 8000 × N échantillons / seconde. Vous envoyez successivement un échantillon de chacun des canaux vocaux, puis recommencez toute la séquence 1/8000 seconde (125 µs) plus tard.

Vous pouvez soit échantillonner tous les canaux vocaux simultanément, puis retarder les échantillons d'une fraction de 125 µs en fonction de leur numéro de canal, ou vous pouvez simplement changer la phase de l'échantillonnage pour chaque canal pour commencer (ce qui est la plupart des équipements PSTN Est-ce que).

En fin de compte, il n'y a pas besoin de "compression temporelle" si la fréquence d'images TDM correspond à la fréquence d'échantillonnage requise pour les canaux individuels.

Cela ne peut vraiment pas être fait en analogique. Alors que les gens ont lancé un tas d'idées intéressantes et intéressantes, les circuits analogiques passifs ne peuvent que (1) changer de phase et (2) atténuer. Tout ce qu'ils peuvent faire est limité à cela, qui peut être exprimé mathématiquement par la fonction de transfert (qui multipliera toutes les informations dans le domaine fréquentiel par une fonction complexe qui à la fois déplace l'angle et atténue l'amplitude).

Si vous optez pour une amplification en tant qu'addition active analogique, vous pouvez évidemment augmenter certaines fréquences - mais c'est vraiment tout ce que vous obtenez qui est plus.

Il y a des idées comme les brigades de seaux, mais comme indiqué, cela devient vraiment numérique (ou du moins quasi-numérique). Autrefois, l'idée d'enregistrer sur une seule vitesse sur bande et de lire à mi-vitesse est vraiment la seule approche pratique.

Ce genre de chose est beaucoup plus facile à faire numériquement. Même là, cependant, vous devez être clair sur ce que vous voulez. Si vous voulez commencer à t = 0 et étirer un signal qui va à t = 1 et le faire sortir plus de deux fois au même moment initial (donc, sortez 0

Il semble que vous fournissiez vous-même la meilleure réponse. Vous dites: "C'est simple à faire dans un ordinateur." Il vous suffit alors d'un convertisseur AD "approprié" pour envoyer le signal à l'ordinateur, puis d'un convertisseur DA pour vous donner le signal final. L'ordinateur vous donnera toute la flexibilité dont vous pourriez avoir besoin pour traiter le signal.