Корректирующие цепи и линии задержки

              Реферат

«Корректирующие цепи и линии задержки»

1. Назначение линий задержки и их основные характеристики

При решении многих задач техники связи и родственных ей областей возникает необходимость в построении электрической цепи, которая запоминала бы аналоговый сигнал, а затем повторяла бы его на выходе цепи через заданное время. Такие цепи называют линиями задержки (ЛЗ).

По конструктивному исполнению ЛЗ подразделяют на электрические, электромеханические, пьезоэлектрические, ультразвуковые, акустические, цифровые и т.д. Электрические ЛЗ являются наиболее распространенным типом, поэтому они и рассматриваются в дальнейшем.

Независимо от принципа работы ЛЗ представляет собой четырехполюсник, на выходе которого сигнал появляется спустя некоторое время после подведения его ко входу

,

где  - выходной сигнал,

 - входной сигнал,

 - время задержки.

 - коэффициент пропорциональности.

ЛЗ может выполняться в виде единого блока, либо в виде системы с отводами.

Вполне очевидно, что в идеальной ЛЗ должны выполняться условия безыскаженной передачи сигналов, т.е.

При этом время задержки

На рисунке 1 показаны графики некоторого входного и задержанного неискаженного выходного сигналов при .

Рисунок 1

Передаточная функция идеальной ЛЗ не может быть реализована электрической цепью с конечным числом элементов R, L и С (характеристиками идеальной ЛЗ обладает длинная линия без потерь, что и используется в технике СВЧ).

Описание реальной ЛЗ обычно осуществляется в рамках следующих основных характеристик и показателей:

а) Характеристика группового времени  задержки и величина отклонения  характеристики группового времени задержки от идеальной  (рисунок 2).

В ряде случаев вместо требований к характеристике  задают требования к ФЧХ или к характеристике рабочей фазы (см. рисунок 3).

Рисунок 2

Рисунок 3

б) АЧХ линии задержки и величина ее отклонения от идеальной.

Из условий безыскаженной передачи сигналов следует, что АЧХ ЛЗ должна быть постоянной величиной в рабочей полосе частот или отклоняться от этого значения на величину не превышающей некоторой заданной константы  (рис. 4).

Рисунок 4

В ряде случаев при расчете ЛЗ оперируют с логарифмическими единицами, например

Помимо перечисленных характеристик, которые следует считать основными, ЛЗ часто характеризуют рядом дополнительных параметров (чувствительнотью ЧХ к воздействию дестабилизирующих факторов, числом отводов, массой и др.)

Задаче синтеза ЛЗ имеет целью спроектировать линейный четырехполюсник, у которого АЧХ в рабочей полосе частот отличается от постоянной величины на не превышающее заранее заданное значение, а функция группового времени задержки  или ФЧХ в этой же полосе частот изменяются также в заранее заданных пределах.

Мерой отклонения реальной и идеальной характеристик при проектировании ЛЗ обычно служит чебышевской критерий близости, т.е.

Если по заданию на проектирование время задержки достаточно велико, то ЛЗ составляют из нескольких одинаковых секций. При этом требуемое время задержки и погрешность аппроксимации характеристик для каждой секции должны быть уменьшены в N (число секций) раз, поскольку при каскадно-согласованном или каскадно-развязанном соединении секций  и  будут суммироваться.

Главным этапом при расчёте ЛЗ является конструирование передаточной функции, удовлетворяющей заданным требованиям. После этого осуществляется выбор схемы реализации и расчёт элементов цепи.