Kết cấu hoàn hảo bởi một mạch tương tự

Là một sinh viên Kỹ thuật điện tử, tôi có kiến ​​thức công bằng về tích chập và DSP. Nhưng, tôi đã tự hỏi nếu có thể thực hiện một tích chập chỉ bằng cách sử dụng mạch tương tự (không có bộ nhớ)? Và nếu có thể, những hạn chế sẽ là gì?

Nói tóm lại, tôi muốn chiếu cái này chỉ bằng một mạch tương tự:

Làm rõ:

• Cả hai tín hiệu sẽ là một đầu vào tùy ý (x và h trong công thức trên).
• Tôi sẵn sàng đơn giản hóa tất cả các loại, vì nó đang làm những gì tôi đang yêu cầu.

Trước khi xử lý kỹ thuật số đủ nhanh và rẻ để thực hiện các kết luận, nhiều cách khác nhau đã được phát triển để làm điều đó trong thiết bị điện tử tương tự. Nếu bạn muốn tạo ra hai tín hiệu tùy ý, thì bạn đã hết may mắn trừ khi bạn sẵn sàng thực hiện nhiều thỏa hiệp và / hoặc chi nhiều tiền. Trong lịch sử, các cấu trúc tương tự bị giới hạn trong việc tạo một tín hiệu thời gian thực bằng tín hiệu cố định được xác định trước, được gọi là "hạt nhân bộ lọc". Dù bằng cách nào, một số lưu trữ được yêu cầu cho mỗi tín hiệu, nhưng với một tín hiệu được cố định, nó có thể được thực hiện bằng bộ nhớ "vĩnh viễn", cho phép có nhiều khả năng hơn là thực hiện nhanh chóng.

Bạn vẫn gặp vấn đề lưu trữ một phần tín hiệu trực tiếp, vì một số khoảng thời gian đó cần được nhân với nhân khi tín hiệu đi qua. Các hệ thống đã được phát triển để thực hiện điều này với các đường trễ, chùm tia điện tử di chuyển, điện tích của xô trên một bộ cảm biến và sóng âm. Có lẽ có những người khác mà tôi không biết hoặc quên về.

Khi bạn bằng cách nào đó có thể lưu trữ ảnh chụp nhanh của tín hiệu trực tiếp đủ rộng để khớp với nhân bộ lọc, bạn sẽ phải nhân nó với nhân đó và tổng hợp các sản phẩm. Trong các hệ thống dòng trễ, điều này sẽ được thực hiện với "vòi" đều đặn. Tín hiệu ở mỗi lần nhấn sẽ được nhân với một mức tăng cố định (giá trị nhân của bộ lọc tại lần nhấn đó), sau đó tất cả các tín hiệu kết quả này được cộng lại. Các bộ cảm biến đã phân chia các phần tử trên mỗi thùng sạc để mức tăng cho mỗi nhóm được đặt theo vị trí của phần tách. Điều này sẽ được đặt khi chip được tạo ra, do đó, có các chip lọc CCD với một số bộ lọc được xác định trước. Việc sử dụng phổ biến nhất là cho bộ lọc đồng bộ hóa, đó là bộ lọc thông thấp với mức cắt tần số cao. Các thiết bị sóng âm thanh bề mặt có tín hiệu truyền qua chip theo phương thức âm thanh, chậm hơn nhiều so với ánh sáng nên ảnh chụp nhanh thời gian đủ lớn sẽ xuất hiện trên chip bất cứ lúc nào. Giống như với CCD, các xe bán tải được sắp xếp trên chip với mức tăng được xác định trước. Các bộ phận này thường được sử dụng cho các bộ lọc notch IF và RF ở tần số được điều chỉnh tốt.

Nếu bạn nhìn vào phương trình của mình, bạn sẽ cần phát lại X & H ở nhiều giá trị của Tau khi bạn tích hợp trên khoảng cố định từ a đến b. Điều này có nghĩa là bạn sẽ cần bộ nhớ / bộ nhớ nào đó.

Nhưng thật là một câu hỏi hay.

Ở một đầu của quang phổ, bạn có một chuỗi được lấy mẫu và số hóa (thường được gọi là "kỹ thuật số"), mặt khác bạn có một tín hiệu tương tự hoàn toàn. Trung gian giữa hai là một hệ thống tương tự được lấy mẫu. Hành động lấy mẫu và lưu trữ (cho dù là tương tự hay kỹ thuật số) cho phép các hoạt động như tích chập và lọc phi nhân quả là phương trình của bạn là một dạng.

Các CCD đầu tiên (Thiết bị ghép nối sạc) được phát triển cho các tác vụ xử lý tín hiệu tương tự như bạn mô tả. Mặc dù các chuỗi xử lý tín hiệu sớm này ít phức tạp hơn so với lựa chọn của bạn, là các đường trễ đơn giản và các hệ thống phản hồi / phản hồi. Ví dụ, các hiệu ứng guitar như flanger và echo đã được thực hiện bằng cách sử dụng CCD. (Tôi có thể có các điều khoản hiệu ứng guitar sai - xin vui lòng sửa cho tôi).

Trong trường hợp của bạn, bạn sẽ cần chạy hệ thống được lấy mẫu nhanh hơn nhiều lần so với tốc độ lấy mẫu của tín hiệu đến. Nếu độ sâu mẫu của bạn là 16 thì nó sẽ cần được chạy = 256X nhanh hơn.${16}^2$

Tôi biết rằng các thiết bị này vẫn tồn tại, trong một số ứng dụng xử lý đăng nhập như chip hỗ trợ để xử lý hình ảnh trong chuỗi tín hiệu tương tự. Và chúng sẽ được gọi là các dòng trễ tương tự hoặc các dòng trễ tương tự được lấy mẫu.

Nhưng theo nghĩa hoàn toàn tương tự mà không cần lấy mẫu, bạn vẫn sẽ cần một bộ nhớ tương tự thuộc loại nào đó có thể phát lại được.

Đối với tích chập hệ thống bất biến thời gian tuyến tính tương đương với lọc. Khi bạn truyền tín hiệu qua hệ thống LTI, bạn chỉ cần kết hợp tín hiệu đó với đáp ứng xung của hệ thống.

Nếu bạn muốn kết hợp hai tín hiệu thì điều đó sẽ khó hơn nhiều trong miền tương tự. Nó chắc chắn sẽ cần "bộ nhớ" trong một số hình thức, ví dụ như một dòng trì hoãn.