Analogschaltung zum Multiplizieren im Frequenzbereich [Duplikat]

Ich habe eine Idee, mit der ich experimentieren möchte - Boolesche Logik mit analogen (OFDM) Signalen. Jede Frequenzkomponente repräsentiert ein anderes „Bit“. Ein Schlüsselfaktor ist die Durchführung der UND-Operation. Ich möchte in der Lage sein, den Frequenzbereich zweier Signale zu multiplizieren (auch bekannt als Faltung), z

A ( ω ) B ( ω ) = X ( ω ) A ( T ) B ( T ) = X ( T )

Im Wesentlichen wird der Frequenzgang eines Signals verwendet, um das andere Signal zu filtern. Wenn A eine Überlagerung von 100-, 200- und 400-Hz-Sinus ist und B 200, 300 und 400 ist, wäre die Ausgabe 200 und 400 Hz.

Gibt es eine Schaltung, um diese Operation durchzuführen? Ich weiß, dass ich die Zeitbereichssignale mit so etwas wie einer Gilbert-Zelle multiplizieren kann . Die Digitalisierung und Verwendung von DSP würde den Zweck völlig zunichte machen, ich möchte dies nur mit Hardware (und idealerweise einer möglichst einfachen Schaltung) tun.

Hinweis: Ich habe die von einer analogen Schaltung durchgeführte Faltung gelesen , bevor ich dies gepostet habe. Es hat keine wirklich zufriedenstellenden Antworten (außer Verzögerungsleitungen, die ich untersucht habe). Außerdem komme ich möglicherweise damit aus, dass ich die Mittenfrequenz eines Bandpassfilters sehr schnell (~ 1 GHz) einstellen kann.

Um ein wenig Klarheit zu schaffen, möchte ich mehrere (dh 64) Bits über eine einzelne Kupferspur im Frequenzmultiplex senden. Es würde verschiedene Tore passieren, um eine ALU zu bilden. Ein 64-Bit-UND-Gatter würde nur 2 Eingangsspuren benötigen und frequenzweise UND ausführen. Die maximale Frequenz ist weniger wichtig als die Bandbreite.

Alles, was mir hilft, mich in die richtige Richtung zu bewegen, wäre großartig. CCD-basierte Verzögerungsleitungen scheinen vielversprechend zu sein, aber spezifische Implementierungen / Anwendungsfälle wären am besten.

Danke!

Antworten (2)

Es ist sicherlich möglich, diese 64-Bit-Operation ohne einen DSP durchzuführen – ein boolesches NAND der 64-Bit- OFDM- Werte A und B, wobei jede Bitposition als eine andere Frequenz codiert ist, die entlang derselben Leitung wandert.

Aus dem Kopf geht A vielleicht in eine Filterbank (analoge Wavelet-Transformation), die A in seine 64 Komponentenfrequenzen aufteilt (unter Verwendung einiger Dutzend Operationsverstärker) und jede Komponente tiefpassfiltert (ein einfacher RC-Filter für jede Komponente). (Mein Verständnis ist, dass Leute mehrere Chips entworfen haben, die Einzel-Chip-Filterbänke enthalten, die entworfen sind, um Low-Power-Wavelet-Transformationen a , b , c , d usw. durchzuführen). B geht in eine ähnliche Filterbank. Die Filterbänke speisen 64 Schmitt-Trigger-NAND-Gatter (16 Chips von 74HC132).

Das Ergebnis könnte in einem Ausgangssignal C neu codiert werden, indem jeder NAND-Gatterausgang verbunden wird, um einen Transistor ein- oder auszuschalten, der ein Ende eines Widerstands mit dem geeigneten Oszillator verbindet. (Um A und B zu erzeugen, haben Sie vermutlich bereits 64 Oszillatoren, von denen jeder auf eine der gewünschten Bitpositionsfrequenzen abgestimmt ist). Alle 64 Widerstände sind am Summierknoten eines einzelnen Operationsverstärkers miteinander verbunden, der alle 64 Bits über eine einzelne Kupferspur überträgt.

(Diese Antwort wird hauptsächlich gepostet, um zu zeigen, dass es ohne DSP möglich ist. Ich freue mich auf andere Antworten, die viel klüger sind als diese. Vielleicht mit Bandbreitenmultiplexing und nichtlinearer Optik; 64 abgestimmte Phasenregelkreise oder Frequenz- Locked Loops ; oder vielleicht irgendwie das Hinzufügen einiger nichtlinearer Komponenten zu einem Superheterodyn- Frequenzverschiebungssystem).

Ich denke, dies oder die Verwendung von CCD-Verzögerungsleitungen kommt mir am nächsten. Nichtlineare Optik war einer meiner ersten Gedanken, und ich hatte gehofft, mir etwas einfallen zu lassen, ohne mich darauf einzulassen, aber das könnte der beste Weg sein.

JEDER Schaltkreis, der ein LTI-System implementiert hat, führt eine Faltung im Zeitbereich durch!! Wenn Sie einen Filter mit der Übertragungsfunktion B (dh Impulsantwort b(t)) bauen, müssten Sie nur a(t) als Eingabe verwenden, um nachzugeben A ( T ) B ( T )