延迟线,延迟线是什么意思

延迟线,延迟线是什么意思

　延迟线
　　delay line
　　用于将电信号延迟一段时间的元件或器件称为延迟线。延迟线应在通带内有平坦的幅频特性和一定的相移特性（或延时频率特性），要有适当的匹配阻抗，衰减要小。对模拟信号一般用电感和电容组成或直接用同轴电缆和螺旋线；数字信号还用电荷耦合器件或声表面波器件。
　　延迟线广泛使用在雷达、电子计算机、彩色电视系统、通信系统，以及测量仪器(如示波器)中。
　　延迟线主要分电磁延迟线和超声延迟线两大类。电磁延迟线延时由几毫微秒到几十微秒，幅频特性多呈低通型，延时在几微秒以上时，3分贝带宽仅限于数兆赫以下。超声延迟线延时由几微秒到几千微秒，幅频特性呈带通型，中心频率可达几百兆赫以上。
　　电磁延迟线发展较为成熟，工艺简便，价格较低，使用普遍。超声延迟线，特别是表面声波延迟线，正在不断发展之中，能满足多种用途。在特性与使用方面，两类延迟线各有所长，互为补充。

延迟线概谈

  在各种电子仪器中，为配合某种电路需要，常采用延迟线元件昀装置，使讯号通过延迟网络後能达到把讯号延迟一段较长时间的目的。输入讯号经过一段时间後才出现在输出端，这段时间称为延迟时间。近年来随著电子工业的迅速发展，此类元件应用更加广泛，我们在较精密昀示波器、彩色电视、电子计算机等，经常会发现其芳踪。以目前实际应用范围而言，延迟线可分为两大类：即电磁延迟线和超声波延迟线，尤以後者可获较大时延，故常应用在雷达或PAL彩色电视系统内。延迟线分类如下表（一）所示。   

表（一）  延迟线的种类

电磁延迟线

    首先我们粗略地重温一下传输线的几点要则：(1)高频电路中传输线可视由无数R、L、C分布参数所组成。(2)任一传输线都有其特住阻抗Z

分布参数

    利用阻抗匹配的均匀传输线可作为延迟线。电波在典型同轴电缆传输线传播速度约每米为0.005μS，欲要获得0.5μS的时延则需100米长同轴传输线。在实用上因体积大而感不便，此类同轴电缆传输线只适合在微波范围内作移相器或延迟线之用。根据时延公式（式中TD= 延迟时间，单位微秒。L及C为传输线的等效电感电容，分别用微亨和微法作单位），由上式可知若要增大时延T，只需加大电感和电容便可达到目的。以同轴电缆传输线为例，如欲改变该延迟时间则必须改变该线的基本结构。同轴线的直线形内导体用螺旅形线圈来取替（参考图1、2），并将高导磁率铁粉芯插入该线圈中，以增大其电感，更适量减少绝缘介质厚度便螺旋线与外导体稍紧密相靠，以适量增大电容量，这样该线的延迟时间便大大增长。同时根据公式，因此了解到其特性阻抗也提高了。高阻抗螺旋型传输延迟线在大部份应用场合均比较低阻抗同轴电榄传输延迟线有利。至於延迟线其他特性，如截止频率、上升时间、失真、衰耗、体积等也十分重要，爱好者们可在实际应用中参考厂方所定资料。上述延迟线均属非平衡型，在某些特殊电路中特别需要用平衡型延迟线。双股螺旋型延迟线便是这类平衡延迟线，它除了具有非平衡型延迟线的高截止频率及低损失（衰耗）等优点外，并可增进稳定度。能理想运用在宽频带放大器内（例如在30MHz～100MHz宽频带同步示波器或数千MHz取样示波器的垂直放大系统内），能大大简化调整过程。其结构可参考图(1C)，在一高导磁率铁粉芯上用双股导线分别每次逆向交替啮合绕成。

图（1）  电磁延迟线的结构图

图（2）  各种电磁延迟线的网络

集中参数

    由集中参数的电感和电容所组成昀网络也能获得我们所需的时延。由於在同样时延条件下体积较分布参数小及设计时取材容易，所以亦非常广泛应用在各种电路中。图（2C）网络所示为常K式延迟线，每节所引起延迟由电感与电容的数值决定。不能单顾增大每节时延而用太大电感及电容，其总时延由时延网络节数所决定，T

图（3）  M导出式延迟线在示波器中的应用（中间部分）

图（4）  彩色电视Y讯号应用分布参数延迟线

    常K式低通滤波器的延迟线每段昀时延(T

表（二）  集中参数的简单参数比较及公式

图（5）   新发展超小型延迟线（右方是完成品，其它是元件）

超声波延迟线

    我们在研究电磁式延迟线时已了解到要获得数十微秒以上时延是极困难，另者电磁延迟线的基本元件均有温度性，以致延迟线的时延随温度所漂移，在某些需要特长时延及高稳定度场合时，唯有让贤给超声波延迟线。从基本物理学中得知，超声波在固体及液体中传播速度约3千米/ 秒，相对比起电波在导体中慢，基於这原理，把电讯等转变成机械振动让其通过（例如玻璃及在另一端把机械振动转变圆电讯号），如此可以得到较长昀延迟时间。把电讯号输入石英或其他压电元件昀换能器使得变成机械振动，因换能器是紧密和玻璃耦台，所以振动波就传入玻璃棒中，在玻璃棒的另一端运用同类换能器将接收到机械波变回电讯号。值得一提的就是在PAL彩色电视系统内所采用超声波延迟线其精确度要求极高，在延迟时间63.943μS内变动率应＞0.003μS。假如是采用普通玻璃则受温度影响较大，故需采用ISOPAUSTIC的玻璃来减低温度所引起昀影响。我们在研究PAL彩色电视的超声波延迟特性时，常能接触到工作频率、通频宽度、输入损失等数据，现在一起来研究一下。工作频率：PAL彩色电视中R-Y、B-Y在放送时被调在4.433619Hz，为了令PAL延迟系统分裂U及V两分量时不产生畸变，换能器的自然频率必须和载波一致。频宽：彩色鲜艳度除了有赖於色讯放大器及PAL延迟线激励电路的宽频外，最後取决於超声波延迟线的频宽，频宽由换能器品质决定及与玻璃棒耦合时的厚度有关。输入损失：电讯通过任何无源元件都有功率损失，这是大家所能理解的，超声波时延线也不能例外，损失多少由换能器和玻璃棒的品质及结构而定，应用中也要留意换能器本身具有一定潜布电容，如需详细全面研究可参考厂家供给等效电路。初期设计的棒状超声波延迟线体积稍长，为了缩短其长度常采V形传导反射式、M形传导反射式及五次传导反对式的改良延迟线，并精密磨控其长度，可准确获得所需时延。

图（6）  超声波延迟线

    某些场合有时也用液体（水银）作超声波延迟线昀传递介质，此类的设计常用来作精密可爱延迟装置，供特种科技研究之用。还有利用光弹性效应仿成延迟线，因光学系统调整较困难，所以目前应用较少。

    电磁式及超声波式约延迟线在实际中应用都非常繁多，例如作分布放大器、振荡器、译码器等等，以後有机会再和爱好者一齐研究。

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