СОДЕРЖАНИЕ

ИСКУССТВЕННЫЕ ЛИНИИ

Формирующие линии применяются, как правило, в модуляторах мощных импульсных станций для получения стабильных по длительности импульсов высокого напряжения.

Линии задержки (ЛЗ) - элементы ЭА, предназначенные для номинальной временной задержки выходных видеоимпульсов относительно входных (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Задержка видеоимпульсов.

Электрические ЛЗ предназначены для задержки видеоимпульсов от единиц наносекунд до десятков микросекунд. Они делятся на однородные (с распределенными элементами) и на линии с сосредоточенными параметрами.

На принципиальных электрических схемах ЛЗ обозначаются прописными буквами ЕТ с порядковым числовым или буквенным индексом (рис. 4.14). Как правило, указывается марка ЛЗ.

Рис. 4.14. Обозначения линий задержки на схемах.

Для создания задержек наносекундной длительности используют линии с распределенными элементами (двухпроводные, коаксиальные, спиральные). Для этих линий вводится понятие распределенных (погонных) индуктивности (L₀) и емкости (С₀) (рис. 4.15). Если длина линии l, то суммарная индуктивность L = lL₀ и емкость С = lС₀.

Рис. 4.15. Эквивалентная схема однородной линии задержки.

К основным параметрам линий задержек относят волновое сопротивление однородной линии W = (L/C)^1/2, а также время задержки Т₃ = (LC)^1/2 = l(L_яC_я)^1/2.

Для увеличения времени задержки и волнового сопротивления используют спиральные ЛЗ с ферритовым стержнем. При этом W_c = WÖ µ, Т_зс = Т_зÖ µ, где µ - магнитная проницаемость материала стержня.

Для получения Т_з от долей до десятков микросекунд рационально использовать ЛЗ с сосредоточенными параметрами (рис. 4. 16).

Рис. 4.16. Линия задержки с сосредоточенными параметрами.

В этом случае W = (kL_я/kС_я)^1/2 = (L_я/С_я)^1/2, Т_з = k(L_я • С_я)^1/2, где L_я и С_я - соответственно индуктивность катушки и емкость конденсатора одной ячейки (звена); k - количество ячеек сосредоточенных элементов.

Частотные свойства ЛЗ характеризуют амплитудно-частотная (АЧХ) и фазо-частотная (ФЧХ) характеристики (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Частотные характеристики идеальной и реальной линии задержки.

Количественное описание частотных свойств ЛЗ адекватно соотношениям для многозвенных фильтров низкой частоты.

Искажение формы прямоугольных импульсов при прохождении их через ЛЗ характеризует длительность фронта выходного импульса.

Если задано требуемое значение длительности фронта выходного импульса τ_ф, то допустимое количество ячеек k = 1,2(Т/τ_ф)^3/2, а полоса пропускания Δf = 1/ (п-(L_я • С_я )^1/2 • k^1/3).

Равенство выходного сопротивления источника сигнала и сопротивления нагрузки волновому сопротивлению ЛЗ соответствует согласованному режиму работы линии задержки (R_и = W; R_н = Щ).

Если условие согласования не выполняется, то в линии задержки возникают отраженные волны с коэффициентами отражения на входе К_вх = (R_и - W) / (R_и + W) и выходе К_вых = (R_н - W) / (R_н + W).

При R_и = W, а R_н = 0 К_вых = - 1 получают отраженный сигнал отрицательной полярности; когда же R_и = W, а R_н = ∞ (линия разомкнута на выходе) К_вых = 1, получают отраженный сигнал положительной полярности.

Эти свойства ЛЗ используют для аналогового формирования импульсов сложной формы.

Ультразвуковые линии задержки применяются, когда необходимо получить Т₃ от десятков микросекунд до единиц миллисекунд.

В этих ЛЗ последовательно происходят: преобразование электрических колебаний в акустические, создание задержки Т₃ = L / V_ср (L - путь волны в среде и V_ср - скорость распространения в рабочей среде), обратное преобразование в электрический сигнал (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Основные элементы ультразвуковой линии задержки.

Преобразователи из пластин пьезокерамики или кварца используют прямой и обратный пьезоэлектрические эффекты и обозначаются на принципиальных схемах, как показано на рис. 4.19.

Рис. 4.19. Обозначение пьезоэлектрических линий задержки.

Магнитострикционные линии задержки используют прямое и обратное явление магнитострикции в ферромагнетиках. Принцип работы и обозначение на схемах показаны на рис. 4.20.

Рис. 4.20. Магнитострикционные линии задержки.

Для этого типа линий задержки характерны большие потери на преобразование и узкая полоса частот.

Достоинства - возможность плавно изменять время задержки, простота конструкции, малые температурные влияния, малая стоимость.