Необходимость и способы задержки импульсов во времени

Линия задержки — устройство, предназначенное для задержки электромагнитных сигналов на определённый промежуток времени (фиксированный, переключаемый или с плавной регулировкой). Линии задержки (далее ЛЗ) широко применяются в разных областях информационных технологий — в радиолокации и радионавигации, измерительной технике, вычислительной технике и автоматике, электроакустике (ревербераторы), технике связи, в научных исследованиях
Существуют ЛЗ для задержки электрических сигналов (НЧ, ВЧ, СВЧ) и для задержки оптических (световых сигналов)
ЛЗ для задержки электрических сигналов:
Аналоговые ЛЗ :
-ЛЗ на линиях с распределёнными параметрами (кабельные, волноводные)
-Искусственые ЛЗ (цепи с сосредоточенными параметрами)
-ЛЗ с преобразованием электрических сигналов в сигналы другой физической природы (ультразвуковое, оптическое излучение) и обратно
Цифровые ЛЗ :
-Аппаратно реализованные цифровые ЛЗ
-Программно реализованные ЛЗ
ЛЗ подразделяются также на широкополосные (как правило, с нижней частотой 0 Гц) и узкополосные (для задержки сверхвысокочастотного или оптического сигнала). СВЧ и оптические линии бывают дисперсионными (волновая скорость зависит от частоты) и бездисперсионными.
Наиболее простой способ реализации задержки электрического сигнала — использование в качестве задерживающей среды линий передачи определённой длины, так как скорость распространения сигнала в линиях конечна и относительно стабильна, сигнал при прохождении через линию задерживается на время пропорциональное её длине. В качестве линии могут использоваться радиочастотные кабели, полосковые и микрополосковые линии, а также волноводы, преимущественно ферритовые (с использованием магнитостатических волн), линия обязательно должна иметь хорошо согласованную нагрузку на выходе, для предотвращения искажения сигнала.
Исторически наибольшее распространение приобрели кабельные ЛЗ — на коаксиальных кабелях (используются в основном в качестве калибраторов задержки) и спиральных кабелях (используются в осциллографах для задержки сигнала относительно начала развёртки и в других целях).
Кабельные ЛЗ просты в устройстве, надёжны, имеют малую дисперсию, широкополосны (от нуля до сотен мегагерц), недостатком является малая задержка (доли микросекунды, реже единицы микросекунд).
Конструктивная реализация:
• Встраиваемые бескорпусные ЛЗ в виде бухты кабеля с выводами под распайку или с коаксиальнными разъёмами;
• Встраиваемые ЛЗ на полосковых или ферритовых волноводах в виде микромодуля или микросхемы;
• ЛЗ как самостоятельные устройства (калибраторы), имеют корпус с разъемами, могут содержать одну, две или несколько ЛЗ, а также, дополнительные элементы — аттенюатор, ферритовый вентиль, элементы коммутации коаксиальных трактов.

Искусственная ЛЗ представляет собой последовательность звеньев, имитирующих реальную линию. В качестве звеньев могут быть использованы LC-цепочки из конденсаторов, индуктивных элементов или, в некоторых случаях (в СВЧ-технике), резонаторы с распределёнными параметрами. Искусственные ЛЗ применяются для временно?й расстановки импульсов в устройствах радиолокации, радионавигации, для задержки СВЧ сигналов и в других целях, выполнены чаще всего в виде модулей с множеством отводов, что позволяет получить разные значения задержки, существуют также ЛЗ с регулируемой задержкой. Искусственные ЛЗ позволяют получить большие значения задержки чем естественные линии на кабелях и волноводах, однако неудобны тем, что имеют малый рабочий диапазон, поэтому постепенно заменяются цифровыми ЛЗ — в импульсной технике и акустическими — в СВЧ-технике.

Принцип работы ультразвуковых ЛЗ состоит в том, что электри¬ческий сигнал с помощью электромеханического преобразователя преобразуется в механические колебания, которые затем распро¬страняются и виде упругих волн по определенному направлению через звукопровод и далее снова преобразуются в электрический сигнал. Время задержки выходного сигнала относительно входного определяется акустическими параметрами среды звукопровода, его размерами и конфигурацией и типом волн. Акустические волны, используемые в ЛЗ могут быть разных видов и типов — поверхностные и объёмные, поперечные (волны сдвига), продольные (волны сжатия), крутильные. По типу используемого звукопровода ЛЗ подразделяются на волноводные (ленточные и проволочные) и, более простые в изготовлении, ЛЗ с многократными отражениями (с прямым ходом луча, свёрнутые, многоугольные, клиновидные).
В качестве электромеханических преобразователей применяются, обычно, пьезоэлектрические или магнитострикционные преобразователи. Для задержки СВЧ сигналов возникает необходимость транспортировать спектр входного сигнала в более низкочастотную область, для нормальной работы акустической части, а затем восстановить сигнал, в этом случае на входе и на выходе устанавливаются преобразователи частоты, так как оба преобразователя работают с одним высокостабильным гетеродином, на практике можно считать, что спектр выходного сигнала идентичен спектру входного.
Ультразвуковые ЛЗ имеют задержку от долей миллисекунды до десятков миллисекунд и используются для задержки сигнала цветности в телевизионных приёмниках, в качестве мер временного интервала в измерительной технике, в качестве калибраторов расстояния (высоты) для радиолокационных и радионавигационных устройств, в качестве запоминающих устройств в вычислительной и радиолокационной технике, в других целях.

Рассказать друзьям

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Добавить комментарий

Найти готовую работу