延遲線,延遲線是什么意思

延遲線,延遲線是什么意思

　延遲線
　　delay line
　　用于將電信號延遲一段時間的元件或器件稱為延遲線。延遲線應(yīng)在通帶內(nèi)有平坦的幅頻特性和一定的相移特性（或延時頻率特性），要有適當(dāng)?shù)钠ヅ渥杩?，衰減要小。對模擬信號一般用電感和電容組成或直接用同軸電纜和螺旋線；數(shù)字信號還用電荷耦合器件或聲表面波器件。
　　延遲線廣泛使用在雷達(dá)、電子計算機、彩色電視系統(tǒng)、通信系統(tǒng)，以及測量儀器(如示波器)中。
　　延遲線主要分電磁延遲線和超聲延遲線兩大類。電磁延遲線延時由幾毫微秒到幾十微秒，幅頻特性多呈低通型，延時在幾微秒以上時，3分貝帶寬僅限于數(shù)兆赫以下。超聲延遲線延時由幾微秒到幾千微秒，幅頻特性呈帶通型，中心頻率可達(dá)幾百兆赫以上。
　　電磁延遲線發(fā)展較為成熟，工藝簡便，價格較低，使用普遍。超聲延遲線，特別是表面聲波延遲線，正在不斷發(fā)展之中，能滿足多種用途。在特性與使用方面，兩類延遲線各有所長，互為補充。

延遲線概談

? 在各種電子儀器中，為配合某種電路需要，常采用延遲線元件昀裝置，使訊號通過延遲網(wǎng)絡(luò)後能達(dá)到把訊號延遲一段較長時間的目的。輸入訊號經(jīng)過一段時間後才出現(xiàn)在輸出端，這段時間稱為延遲時間。近年來隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，此類元件應(yīng)用更加廣泛，我們在較精密昀示波器、彩色電視、電子計算機等，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)其芳蹤。以目前實際應(yīng)用范圍而言，延遲線可分為兩大類：即電磁延遲線和超聲波延遲線，尤以後者可獲較大時延，故常應(yīng)用在雷達(dá)或PAL彩色電視系統(tǒng)內(nèi)。延遲線分類如下表（一）所示。???

表（一）? 延遲線的種類

電磁延遲線

??? 首先我們粗略地重溫一下傳輸線的幾點要則：(1)高頻電路中傳輸線可視由無數(shù)R、L、C分布參數(shù)所組成。(2)任一傳輸線都有其特住阻抗Z

分布參數(shù)

??? 利用阻抗匹配的均勻傳輸線可作為延遲線。電波在典型同軸電纜傳輸線傳播速度約每米為0.005μS，欲要獲得0.5μS的時延則需100米長同軸傳輸線。在實用上因體積大而感不便，此類同軸電纜傳輸線只適合在微波范圍內(nèi)作移相器或延遲線之用。根據(jù)時延公式（式中TD= 延遲時間，單位微秒。L及C為傳輸線的等效電感電容，分別用微亨和微法作單位），由上式可知若要增大時延T，只需加大電感和電容便可達(dá)到目的。以同軸電纜傳輸線為例，如欲改變該延遲時間則必須改變該線的基本結(jié)構(gòu)。同軸線的直線形內(nèi)導(dǎo)體用螺旅形線圈來取替（參考圖1、2），并將高導(dǎo)磁率鐵粉芯插入該線圈中，以增大其電感，更適量減少絕緣介質(zhì)厚度便螺旋線與外導(dǎo)體稍緊密相靠，以適量增大電容量，這樣該線的延遲時間便大大增長。同時根據(jù)公式，因此了解到其特性阻抗也提高了。高阻抗螺旋型傳輸延遲線在大部份應(yīng)用場合均比較低阻抗同軸電欖傳輸延遲線有利。至於延遲線其他特性，如截止頻率、上升時間、失真、衰耗、體積等也十分重要，愛好者們可在實際應(yīng)用中參考廠方所定資料。上述延遲線均屬非平衡型，在某些特殊電路中特別需要用平衡型延遲線。雙股螺旋型延遲線便是這類平衡延遲線，它除了具有非平衡型延遲線的高截止頻率及低損失（衰耗）等優(yōu)點外，并可增進(jìn)穩(wěn)定度。能理想運用在寬頻帶放大器內(nèi)（例如在30MHz～100MHz寬頻帶同步示波器或數(shù)千MHz取樣示波器的垂直放大系統(tǒng)內(nèi)），能大大簡化調(diào)整過程。其結(jié)構(gòu)可參考圖(1C)，在一高導(dǎo)磁率鐵粉芯上用雙股導(dǎo)線分別每次逆向交替嚙合繞成。

圖（1）? 電磁延遲線的結(jié)構(gòu)圖

圖（2）? 各種電磁延遲線的網(wǎng)絡(luò)

集中參數(shù)

??? 由集中參數(shù)的電感和電容所組成昀網(wǎng)絡(luò)也能獲得我們所需的時延。由於在同樣時延條件下體積較分布參數(shù)小及設(shè)計時取材容易，所以亦非常廣泛應(yīng)用在各種電路中。圖（2C）網(wǎng)絡(luò)所示為常K式延遲線，每節(jié)所引起延遲由電感與電容的數(shù)值決定。不能單顧增大每節(jié)時延而用太大電感及電容，其總時延由時延網(wǎng)絡(luò)節(jié)數(shù)所決定，T

圖（3）? M導(dǎo)出式延遲線在示波器中的應(yīng)用（中間部分）

圖（4）? 彩色電視Y訊號應(yīng)用分布參數(shù)延遲線

??? 常K式低通濾波器的延遲線每段昀時延(T

表（二）? 集中參數(shù)的簡單參數(shù)比較及公式

圖（5） ? 新發(fā)展超小型延遲線（右方是完成品，其它是元件）

超聲波延遲線

??? 我們在研究電磁式延遲線時已了解到要獲得數(shù)十微秒以上時延是極困難，另者電磁延遲線的基本元件均有溫度性，以致延遲線的時延隨溫度所漂移，在某些需要特長時延及高穩(wěn)定度場合時，唯有讓賢給超聲波延遲線。從基本物理學(xué)中得知，超聲波在固體及液體中傳播速度約3千米/ 秒，相對比起電波在導(dǎo)體中慢，基於這原理，把電訊等轉(zhuǎn)變成機械振動讓其通過（例如玻璃及在另一端把機械振動轉(zhuǎn)變圓電訊號），如此可以得到較長昀延遲時間。把電訊號輸入石英或其他壓電元件昀換能器使得變成機械振動，因換能器是緊密和玻璃耦臺，所以振動波就傳入玻璃棒中，在玻璃棒的另一端運用同類換能器將接收到機械波變回電訊號。值得一提的就是在PAL彩色電視系統(tǒng)內(nèi)所采用超聲波延遲線其精確度要求極高，在延遲時間63.943μS內(nèi)變動率應(yīng)＞0.003μS。假如是采用普通玻璃則受溫度影響較大，故需采用ISOPAUSTIC的玻璃來減低溫度所引起昀影響。我們在研究PAL彩色電視的超聲波延遲特性時，常能接觸到工作頻率、通頻寬度、輸入損失等數(shù)據(jù)，現(xiàn)在一起來研究一下。工作頻率：PAL彩色電視中R-Y、B-Y在放送時被調(diào)在4.433619Hz，為了令PAL延遲系統(tǒng)分裂U及V兩分量時不產(chǎn)生畸變，換能器的自然頻率必須和載波一致。頻寬：彩色鮮艷度除了有賴於色訊放大器及PAL延遲線激勵電路的寬頻外，最後取決於超聲波延遲線的頻寬，頻寬由換能器品質(zhì)決定及與玻璃棒耦合時的厚度有關(guān)。輸入損失：電訊通過任何無源元件都有功率損失，這是大家所能理解的，超聲波時延線也不能例外，損失多少由換能器和玻璃棒的品質(zhì)及結(jié)構(gòu)而定，應(yīng)用中也要留意換能器本身具有一定潛布電容，如需詳細(xì)全面研究可參考廠家供給等效電路。初期設(shè)計的棒狀超聲波延遲線體積稍長，為了縮短其長度常采V形傳導(dǎo)反射式、M形傳導(dǎo)反射式及五次傳導(dǎo)反對式的改良延遲線，并精密磨控其長度，可準(zhǔn)確獲得所需時延。

圖（6）? 超聲波延遲線

??? 某些場合有時也用液體（水銀）作超聲波延遲線昀傳遞介質(zhì)，此類的設(shè)計常用來作精密可愛延遲裝置，供特種科技研究之用。還有利用光彈性效應(yīng)仿成延遲線，因光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整較困難，所以目前應(yīng)用較少。

??? 電磁式及超聲波式約延遲線在實際中應(yīng)用都非常繁多，例如作分布放大器、振蕩器、譯碼器等等，以後有機會再和愛好者一齊研究。

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