Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [ 12 ] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

в качестве ЛЗ можно использовать отрезок однородной длинной линии, нагруженный на сопротивление Ra, равное характеристическому сопротивлению p=]/L/C, где L и С - погонные индуктивность и емкость линии. Такая линия в режиме бегущей волны не искажает передаваемый сигнал, так как обладает идеальными частотными характеристиками: /С (со) =/С == е~Р; Ф (со) = - со,.

где р - коэффициент затухания линии,/-длина линии, v-IIYLC~ скорость распространения волны вдоль линии. Временная задержка 4 сигнала 2авна времени распространения волны вдоль линии:. t,l/v = lVLC.

Реальные длинные линий имеют такие параметры v, р, что их использование целесообразно лишь в диапазоне миллимикросе-кундных задержек. В диапазоне микросекундных задержек требуемая длина линии становится недопустимо большой. Так, например,, при использовании экранированного высокочастотного кабеля (р = = 50 80 Ом; V - 200 м/мкс) для получения задержки в 1 мкс требуется 200 м кабеля.

Погонную задержку длинной линии можно увеличить уменьшением скорости распространения волны v ~ IJYLC, т. е. увеличением погонных параметров L и С. Однако искусственное увеличение погонной емкости линии, например, путем применения кабеля с изоляцией, обладающей высокой диэлектрической проницаемостью, невыгодно, так как при этом существенно уменьшается волновое сопротивление линии и затрудняется согласование линии с нагрузкой.

Поэтому линия задержки с распределенными параметрами реализуется обычно в виде кабеля, внутренний провод которого осуществлен в форме цилиндрической спиральной обмотки, что приводит к увеличению погонной индуктивности линии, и, следовательно, погонной задержки. Такой кабель обеспечивает погонную задержку порядка 1 2 мкс/м при волновом сопротивлении от сотен ом до единиц килоом.

Однако и при использовании спиральных кабелей длина, необходимая для задержек, больших 1 ,мкс, как правило, неприемлема по конструктивным соображениям. Следует также отметить, что на частотах более 1 МГц величина задержки и волновое сопротивление р уже существенно зависят от частоты. На высоких частотах значительно увеличиваются фазовые сдвиги между токами в соседних витках спирали и уменьшается индуктивность кабеля. Кроме того, с увеличением частоты увеличиваются диэлектрические потери в изоляции и затухание кабеля. Все эти факторы приводят в конечном счете к искажениям формы передаваемого сигнала.

На практике в качестве ЛЗ чаще всего применяются искусственные линии с сосредоточенными параметрами. Такие линии позволяют получить заданное время задержки /з при меньшем



объеме линии, но с большими искажениями сигнала, чем при использовании линии с распределенными параметрами.

ЛЗ с сосредоточенными параметрами состоит из ряда последовательно соединенных звеньев фильтров нижних частот [2]. На рис. 1.26а, б приведены схемы соответственно Т- и П-образных звеньев типа k. Для этих звеньев произведение комплексных сопротивлений последовательного Zi и параллельного Z2 элементов есть

r»-v->

7Г 4-0

.Q •2

•2 -0


Рис. 1.26

величина постоянная и не зависящая от частоты ZiZo = icoL-т- =

= - = k.

Характеристические сопротивления Zb и фазовые сдвиги для этих звеньев в полосе прозрачности (to < юс) выражаются, как известно, формулами:

%Т = Р /1 - (0)/0)с) =" = Р /l-d/coe)

COS ф = 1 - (u2LC/2 = 1-2 (сй/(йс)2 где р = уь/С; p = k и частота среза (о = 21УТС.

(1.41)



Время задержки одного звена определяется производной фа-зо-частотной характеристики:

dw ~

«с

(1.42)

Как видно из рис. 1.26в, частотные характеристики звеньев типа k в полосе прозрачности существенно отличаются от идеальных, а время задержки ti зависит от частоты. Уже на частотах О) = сйс/2 время задержки звена возрастает на 15% по сравнению с временем задержки ty (0), соответствующим частоте to = 0; при дальнейшем увеличении частоты to время задержки еще возрастает и вместе с тем растут искажения формы передаваемого сигнала за счет отклонения частотных характеристик звена от идеальных. Если спектр входного сигнала состоит из частот, значительно меньших toc, то в первом приближении можно в ф-лах (1.41) и (1.42) пренебречь (to/toc) по сравнению с единицей и считать:

ZeP = Yl/C, (1.43)

ti2h = YLC. (1.44)

Таким образом, в рассматриваемом случае сигнал без существенных искажений будет передан через звено типа k в нагрузку = р с временем задержки ti = YlC.

= C-.

z Cz

= Cz

Рис. 1.27

Линия, состоящая из п звеньев типа k (рис. 1.27), обладает фазовой постоянной щ и обеспечивает задержку

ts = nti. (1.45)

Если соблюдается условие, что частоты, составляющие спектр передаваемого сигнала, иалы ио сравнению с tOc, то

t = nYTC. (1.46)

Формулы (1.43) - (1.46) позволяют выбрать число звеньев и параметры LC линии задержки, нагруженной на сопротивление Rn = 9- Y/C и обеспечивающей требуемую величину задержки ta- Однако при передаче через ЛЗ перепадов напряжения (или прямоугольных импульсов) указанное выше условие не соблюдается и



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [ 12 ] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0017