如何使用模拟组件及时“拉伸”信号?

电器工程 模拟 信号处理
2022-01-15 13:40:00

如何将信号(例如模拟无线电信号)及时“拉伸”,以使频率减半而信号花费的时间是原来的两倍?在计算机上做起来很简单,但可以用模拟组件来做吗?

我正在寻找的转换与录制录音带然后以一半的速度播放相同,因此例如转换输入信号 示例输入信号

示例输出信号

(这与外差式无线电接收器所做的不同:它将信号从高频转移到低频,但信号仍然占用相同的时间。)

以较慢的速度记录和回读是一种方法,但这需要较慢的机械组件,并且无法处理较快的信号。

背景:我没有构建任何我需要的东西,但我想知道时分复用之类的东西是否可以在前数字时代工作,或者创建它需要什么。这也是为什么像录制到磁带和减慢播放速度这样的方法行不通的原因。如果多路复用的信号片段很短,磁带的机械系统将无法跟上。

编辑与时分复用的关系:我在想 tdm 可以用这种技术来实现。取两个连续信号,将它们分成(比如说)微秒间隔,将每微秒压缩成半微秒(增加频率),然后将来自两个流的压缩信号段交错。要解调,请通过拉伸奇数或偶数间隔来反转该过程。

4个回答

有一种模拟技术可以用来完成这项工作……CCD “桶旅”延迟线

它是模拟的,但它与数字技术有很多共同点,因为它是一个采样数据系统。

典型的 CCD 延迟线在一条线上有 512 或 1024 个电容器,并有一个 CMOS 开关网络将它们互连。它的工作原理大致如下:

  1. 将一个电容器充电至输入引脚上的电压,
  2. 保持该电压,然后将第二个电容器充电至第一个电容器的电压,
  3. 保持该电压,从 Cap 2 为 Cap 3 充电,同时从输入引脚为 Cap 1 充电。
  4. 重复,从奇数充电偶数,从偶数充电,直到第一个样本出现在输出引脚上。

总的想法就像一队人互相传递水桶,试图灭火。

此时,如果要更改音高,则需要以输入采样率将新数据存储到第二个 CCD 中,同时以新采样率清空第一个 CCD(在您的情况下,为原始时钟速率的一半) .

由于第二个 CCD 已满,而第一个 CCD 仅空了一半,您现在遇到了一个问题:您必须转储一些数据。如果你有超过 2 条 CCD 延迟线,你可以通过从一个到另一个交叉淡入淡出“隐藏”连接,同时填充第三个,但这不是一个完美的技术。

CCD 的噪声和失真规格非常差,以及数字音频的所有频谱和混叠问题,所以在 1980 年的这一边你不会听到太多关于它们的信息。

一个这样的例子是SAD1024 (此处为数据表)用作音高移位器(具有不断变化的音高,又名镶边)此处

我建议将信号记录在磁带上并以一半的速度播放。

我无法理解为什么不满足你的原因。当然,您可以使用其他媒体(例如电线、磁盘等);基本原理是一样的。

如果这些都不适合您,则必须进一步指定要求。

如果信号是周期性的,那么您始终可以使用采样示波器

在此处输入图像描述

我的意思是,你可以使用任何 ADC,只要它的孔径窗口和抖动足够小,但你要求模拟,所以你必须像以前的向导那样使用旧的二极管电桥采样器......

DC-14 GHz,带有手工焊接的通孔部件

在此处输入图像描述

检查日期,1968 年;)

除了发射以一半光速行进的火箭并扩展接收到的信号之外,您还需要一些东西来存储您接收到的信号的样本,然后以较慢的速度播放它。最终,这意味着您永远无法赶上最初传输的内容,即您必须以较慢的速度存储和播放。模拟磁带可以很好地做到这一点,但如果你想要 IC 形式的,那么数字存储方法是最好的方法。