原创 延迟线电路

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。广泛应用于雷达较精密昀示波器、彩色电视、电子计算机等领域

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。

1．电磁延迟线

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。根据时延公式延时时间等于LC的开方（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），由此可知若要增大时延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（，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。同时根据公式阻抗的L/C的开方，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，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。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。

2．超声波延迟线

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。