Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей (1987) (1092094), страница 90
Текст из файла (страница 90)
рис. 9.39, 6). Рассмотрим селективные свойства звена ВШП. Матрица звена с учетом табл. П.!7, П.18 и П.19 определяется следующим образом: или ! — ллвл/2 !ллч/2 ! с9 89г (С(лч/29+ 2 — лсв~л/2) г — львл/2 /' Существенно отметить, что отрицательный знак перед полученной матрицей свидетельствует об изменении фазы колебаний 439 в звене на угол и и означает, что это звено является цепью немннимально-фазового типа (как и вообще волновые фильтры). Однако прк рассмотрении селектнвных свойств фильтра на ПАВ указанные фазовые сдвиги можно не учитывать, как и в волновых фильтрах (см.
$ 9.3.3), При этом и отрицательный знак перед матрицей (9.69) следует отбросить. Тогда из соотношений (8.49) и (9.69) определяется другая эквивалентная схема звена — П-образная схема (рис. 9.41, б) с параметрами, имеющими значения !(~ ' Л ., «сг гна д) Рнс. 9ЛК Построение характеристики загухзкия пол)звена филырз нз ПАВ 12Х~ =)п()ч/2, !Хт = 1/)В, (9,70) 4 9.5.
линки зддержки В различных устройствах связи возникает задача задержки сигналов во времени, Например, в цветном телевидении применяетсн поочередная (через строку) передача сигналов цветности. Для совмещения во времени этих сигналов нх надо поочередно задерживать прн обработке информации в телевизионном приемньке. Задержку сигналов можно осуществлять с помощью электрических н механических (акустических) линий задержки (ЛЗ). 1. Электрические линни задержки. Естественная задержка сигналов возникает при их передаче но длинной линии.
Однако при скорости распространения бегущей волны (7.69) задержка сигнала только на 0,7 мкс, необходимая, например, в цветном телевизоре, потребует линию длиной 210 м. Для получения приемлемых размеров такой ЛЗ надо уменьшить фазовую скорость, Здесь в первом равенстве сопротивление последовательного плеча обозначено с коэффициентом 2, так что при разбиении полученного звена на полузвенья их продольные плечи имеют сопротивление )ХИ Отброшенный знак перед матрицей (9.69) может быть снова учтен в полученном звене скрещиванием его входных или выходных зажимов. Отметим, что имеются и другие эквивалентные схемы фильтра на ПАВ, в которых сразу учитываются все фазовые сдвиги. В этих схемах ВШП представляют в виде трансверсального фильтра с отводами от каждого пьезоэлектрического резонатора (см.
3 9.1.1). формулы (9.70) позволяют построить частотные характеристики сопротивлений плеч полузвена фильтра. Это сделано на рис. 9.41, а с учетом рис. 9.30, в. По полученным графинам в соответствии с условиями (9.47) на рис. 9.41, б построена характеристика затухания полузвена. Из этой характеристики видно, что фильтр на ПАВ является полосовым фильтром. Такие фильтры используют в диапазоне частот 1 МГц — 3 13 ц. !с ср! й о 1 = 1/гос )/1 — Й', !с ср! й ) 1 = О. Частотная характеристика этого ГВП показана спловшой линией на рис.
9.43. Здесь >ке пунктирной лкнией изображена характеристика рабочего ГВП для полузвена, нагруженного на сопротивления Гса! = Ваэ = р. Из рис. 9,43 видно, что групповая скорость в искусственной длинной линии, составленной из полу- звеньев ФНЧ типа Р, изменяется в соответствии с рнс. 7.13, д. Для отсутствия фазовых искажений задержанного сигнала ГВП должно иметь постоянное значение в полосе пропцскания ФНЧ.
Этому требованию ФНЧ типа р удовлетворяет лишь приблизительно в части полосы пропускания, как видно из рис. 9.43. Для уменьшения искажений прнменнют более сложные схемы ФНЧ. Например, более постоянное значение ГВП можно получить в полосе пропускання ФНЧ типа т ( м. рис. 9.7, в) прн сг Рис. 9.4З. Частотные карактернстики ГВН полуэвена ФНс! типа р Рис. 9.44. Звено ФНЧ типа пс н его эквивалентная стена прн сп ) ! 44! т. е.
в соответствии с формулой (7.67) увеличить погонные индуктивность н емкость линии. Этого можно Рнс. 9.42. Искусственная ллинная линия достигнуть включением в линии ряда катушек и конденсаторов. В итоге получается конструкция, называемая искусственной длинной линией. Схема этой ° линии (рис.
9.42) является; очевидно, пепочечным фильтром нижних частот. Время задержки в таком многозвенном ФНЧ определяется количеством звеньев (полузвеньев) и нх параметрами. Поскольку задержке подлежат пе гармонические колебания, а сложные сигналы, указанное время определяется групповым временем. прохождения. Для простейшего полузвена типа р (см. рнс. 9.5, б) характеристическое ГВП находим по определению (8.73) нз форс мул (9.37): т ) 1.
Это показывают расчеты с помощью формул (8.73) и (9.45). Однако из рис. 9.10, в видно, что звено ФНЧ при т) 1 имеет отрицательную индуктивность в поперечном плече. Тем не менее оно реализуемо с помощью индуктнвно связанных катушек, как показано на рис. 9.44, а. Эквивалентная схема Рнс э 4з этого звена построена на рис. 9.44, б в соответствии с эквивалентной схемой трансформатора при сотинчвтой удз гласном включении его обмоток (см.
рис. 3.38,а). В качестве звеньев ЛЗ применяют ФНЧ и других типов, в том числе А)ТС-фильтры. Они отличаются компактностью и позволяют получить хорошие частотные характеристики ГВП. Расчет ЛЗ, состоящих из А)7С-звеньев, осуществляют 'обычно методами синтеза (см. гл. 10).
Общим недостатком электрических ЛЗ является небольшое вРемЯ задеРжки то, полУчаемое в элементаРных звеньЯх (полУ- звеньях) ФНЧ, из которых состоят такие ЛЗ. Например, в полу- звене ФНЧ типа р можно принять (о= 1/от„как видно из рис. 9.43. Отсюда следует, что при /, =! МГц время задержки То 0,16 мкс. Несколько большее время задержки дает полузвено ФНЧ типа т, для которого 1с = и/ю, и выигрыш получается при вт) 1. 2. Акустические линии задержки.
Выше отмечалась низкая скорость акустических волн в механической длинной линии (5 10эм/с). Это обстоятельство используют для создания малогабаритных акустических, или ультразвуковых, линий задержки ('УЛЗ). Возможны конструкции УЛЗ в виде однородного стержня (проволоки) с электромеханическими преобразователями на концах. Чтобы подобная акустическая линия работала в режиме бегутцих волн, отражения на ее концах устраняют с помощью специальных поглотителей с большим затуханием.
В компактных УЛЗ можно получить большое время задержки. Например, при указанной фазовой скорости в стальной проволоке длиной 50 см время задержки равно 100 мкс. Для увеличения компактности проволоку сворачивают в спираль. Возможны также компактные конструкции УЛЗ в виде небольшой пластинки из кварца. Акустическая волна в пластинке проходит путь от входного к выходному преобразователю, многократно отражаясь от ее граней, как показано на рнс. 9.45. За счет этого увеличиваются длина пути н время задержки. В таких конструкциях УЛЗ возникают трудности с устранением отражений волны на выходе и входе.
Частично эти отражения предотвращаются надлежащим согласованием УЛЗ на электрической стороне электромеханических преобразователей. 4 эль ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ И ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ЦЕПИ Дифференцирование н интегрирование сигналов основано на нспольэоваини свойств (2.6), (2.11) емкостного и индуктивного элементов. Ойычно укаэанные операции осуществлвютси с помощью йа-цепей, воскольку потери в нидуктивио- 442 стм сннгяают нх тохмость в йь-цепях. Повтому в настоягаем параграфе рассмат- риваются днфференциаторы н интеграторы в виде пассивных и ахтнвных йС- цепей.
1. Пассивные днфференциаторы и интеграторы. В делителе напряжения, изображенном иа рнс. 9.4б, а, при гармонических колебаниях выходное напряжение определяется в соответствии с первой формулой (3.73): 0х = роСЯО ~/(1 + )юС)7). Если в знаменателе этой дроби можно пренебречь вторым слагаемым при некоторой максимальной частоте от .„, то выражение упрощается: .„СЛ«1 т=)7С«1/го..„= т„м/2 ~ Т.м/2, (),ж1 и,.
(9.71) Здесь постоянная времени т сравнивается с временным интервалом Д1 и = Т,„/2, т. е. с минимальным полупериодом гармонических колебаний, в течение которого входное напряжение изменяется от минимума до максимума или наоборот: (9.72) т «Дгмм. В последнем равенстве (9.7!) оператор ро означает операцию дифференцирования гармонических колебаний, поэтому при переходе от гармонических колебаний к произвольным сигналам его следует заменить оператором дифференцирования: бп, итжт —.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
