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。延遲線應在通帶內有平坦的幅頻特性和一定的相移特性（或延時頻率特性），要有適當的匹配阻抗，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、電子計算機、彩色電視系統、通信系統，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，中心頻率可達幾百兆赫以上。
　　電磁延遲線發展較為成熟，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，使訊號通過延遲網絡後能達到把訊號延遲一段較長時間的目的。輸入訊號經過一段時間後才出現在輸出端，這段時間稱為延遲時間。近年來隨著電子工業的迅速發展，此類元件應用更加廣泛，我們在較精密昀示波器、彩色電視、電子計算機等，經常會發現其芳蹤。以目前實際應用范圍而言，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，故常應用在雷達或PAL彩色電視系統內。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R、L、C分布參數所組成。(2)任一傳輸線都有其特住阻抗Z

分布參數

??? 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作移相器或延遲線之用。根據時延公式（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構。同軸線的直線形內導體用螺旅形線圈來取替（參考圖1、2），并將高導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厚度便螺旋線與外導體稍緊密相靠，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）等優點外，并可增進穩定度。能理想運用在寬頻帶放大器內（例如在30MHz～100MHz寬頻帶同步示波器或數千MHz取樣示波器的垂直放大系統內），能大大簡化調整過程。其結構可參考圖(1C)，在一高導磁率鐵粉芯上用雙股導線分別每次逆向交替嚙合繞成。

圖（1）? 電磁延遲線的結構圖

圖（2）? 各種電磁延遲線的網絡

集中參數

??? 由集中參數的電感和電容所組成昀網絡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小及設計時取材容易，所以亦非常廣泛應用在各種電路中。圖（2C）網絡所示為常K式延遲線，每節所引起延遲由電感與電容的數值決定。不能單顧增大每節時延而用太大電感及電容，其總時延由時延網絡節數所決定，T

圖（3）? M導出式延遲線在示波器中的應用（中間部分）

圖（4）? 彩色電視Y訊號應用分布參數延遲線

??? 常K式低通濾波器的延遲線每段昀時延(T

表（二）? 集中參數的簡單參數比較及公式

圖（5） ? 新發展超小型延遲線（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定度場合時，唯有讓賢給超聲波延遲線。從基本物理學中得知，超聲波在固體及液體中傳播速度約3千米/ 秒，相對比起電波在導體中慢，基於這原理，把電訊等轉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彩色電視系統內所采用超聲波延遲線其精確度要求極高，在延遲時間63.943μS內變動率應＞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、輸入損失等數據，現在一起來研究一下。工作頻率：PAL彩色電視中R-Y、B-Y在放送時被調在4.433619Hz，為了令PAL延遲系統分裂U及V兩分量時不產生畸變，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，頻寬由換能器品質決定及與玻璃棒耦合時的厚度有關。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及結構而定，應用中也要留意換能器本身具有一定潛布電容，如需詳細全面研究可參考廠家供給等效電路。初期設計的棒狀超聲波延遲線體積稍長，為了縮短其長度常采V形傳導反射式、M形傳導反射式及五次傳導反對式的改良延遲線，并精密磨控其長度，可準確獲得所需時延。

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，此類的設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仿成延遲線，因光學系統調整較困難，所以目前應用較少。

??? 電磁式及超聲波式約延遲線在實際中應用都非常繁多，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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