книги из ГПНТБ / Ицхоки Я.С. Импульсные и цифровые устройства [учебник]

ные мощности, измеряемые в сотнях киловатт и выше. Расчету и конструированию различного рода ИТ посвящена обширная ли­

данные входной цепи и нагрузки, параметры трансформируемых импульсов и условия работы ИТ (температура окружающей среды,

также требования к длительности стадии восстановления и к ха­ рактеру послеимпульсных колебаний. Кроме того, ставятся спе­ циальные требования, относящиеся к надежности конструкции ИТ (при длительном хранении и в эксплуатации), связанные с его электрической и механической прочностью, с радиационной стой­ костью и др.

3. В результате электрического расчета ИТ определяются его основные параметры (см. рис. 13): L и Ст1 + С'т2- Задачей конструктивного расчета является определение материала и конст­ рукции сердечника, числа витков и конструкции обмотки и ее электрической изоляции. Здесь основная проблематика заключается

средней и большой мощности важное значение приобретает умень­ шение потерь энергии в проводах обмотки и в сердечнике ИТ и соз­ дание хорошего теплоотвода.

4. Часто (в частности, при использовании в авиационной и космической аппаратуре) применяется герметизированная конст­ рукция ИТ. При этом ИТ малой и средней мощности (до несколь­ ких десятков ватт) после тщательной изоляционной пропитки за­ прессовываются в пластиковые или металлические кожухи, запол­ ненные смолистыми компаундами (с присадкой отвердителей, пла­ стификаторов и некоторых других ингредиентов). В результате создается монолитная конструкция, удовлетворяющая требованиям электрической и механической прочности в заданных условиях работы окружающей среды. Изоляция и охлаждение мощных ИТ представляет собой серьезную конструктивную задачу. Обычно применяется герметизированная конструкция таких ИТ с жидкост ным заполнением (трансформаторным маслом или кремнеорганической жидкостью). В этом случае металлический кожух ИТ снаб­ жается гибкими диафрагмами, обеспечивающими возможность рас­ ширения заполняющей жидкости при ее разогреве. Принимаются также специальные меры для возможности работы ИТ при низких температурах.

91

ГЛ А В А Ш Е С Т А Я

ЛИ Н И И ВРЕМЕННОЙ З А Д Е Р Ж К И СИГНАЛОВ

§ 6.1. НАЗНАЧЕНИЕ ЛИНИИ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ

1. Часто требуется производить задержку на заданное время Г з а д п р о и з в о л ь н о й последовательности им­ пульсов без существенного изменения их формы. Так, вмес­

графа), для фиксации длитель­ ности работы импульсных устройств, для выполнения не­ которых функциональных преобразований (например, при определении корреляционной или автокорреляционной функции случайного процесса) и для других целей [68, 69]. Задержка импульсов применяется в устройствах кодирова­ ния и дешифрирования импульсных сигналов, в устройствах селекции импульсов (часто с целью отделения рабочих импульсов от импульсов помех); в измерительной технике (в схемах точного измерения интервалов времени), в вычи­ слительной технике, при моделировании работы устройств

ив ряде других применений.

2.Задержка импульсов (без сохранения их формы), следующих через интервалы, превышающие длительность Тдад задержки, может быть осуществлена посредством электронных устройств (ждущих генераторов импульсов, фантастронов и др.), рассматриваемых в последующих

главах. Для задержки же- п р о и з в о л ь н о й после­ довательности импульсов (с сохранением их формы) при­ меняются линейные устройства, представляющие собой си­

92

§ 6.2. СВОЙСТВА НЕИСКАЖАЮЩИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ

1. Как известно из курса радиоцепей и сигналов [20— 24], неискаженная передача формы сигнала с временной задержкой осуществляется посредством линейного четы-

Рис. 2.

! полюсником.

При выполнении равенств (1) переходная характеристи­ ка четырехполюсника выражается запаздывающей сту­ пенчатой функцией

93

ваться выполнением равенств (1) в ограниченной полосе

А.НЕИСКАЖАЮЩИЕ ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ

1.Из теории длинных линий 121, 23, 24] вытекает, что неискаженную задержку сигнала произвольной формы мож­

б) Волновое сопротивление линии

04

в) Фазовая скорость ѵф распространения волн в линии равна групповой скорости ѵ, причем

г) Коэффициент затухания а и фазовая постоянная ß, определяющие постоянную распространения у — а + /ß, выражаются равенствами

2. Пусть рассматриваемая линия приключена к нагруз­ ке, обладающей чисто активным сопротивлением (рис. 4), согласованным с волновым сопротивлением линии, т. е.

где, принимая во внимание равенства (9), можно записать

Из сопоставления этих равенств с характеристиками (1) следует, что отрезок неискажающей линии обладает свой­ ствами неискажающей задерживающей системы (см. рис. 2). Так как^оэффициент пропорциональности ІІѵ фазо-частот-

'ной характеристики (12) выражает задержку сигнала, про­ изводимую системой, то с учетом формулы (8) можно запи­ сать:

Полученный результат имеет ясное физическое толкова­ ние: задержка сигнала, производимая отрезком линии, рав­ на длительности фазового пробега всей длины линии. Пе­ реходная характеристика такой линии"выражается запазды­ вающей функцией (2), а выходной сигнал — функцией (3).

Ц

Система равенств (10) и (13) позволяет по заданным вели­

Как видно, величина выходного-сигнала не зависит от спо­ соба согласования* причем она возрастает с уменьшением отношени я' R „/

меняется послеокончания действия э. д. с ) . В тех же случаях,

При Rn — const и RH = const выбор способа согласования сопротивлений производится в зависимости от соотношения задан­ ных (или удобных в конструктивном отношении) величин W, RB и Ra, а также с учетом особенностей работы источника входных импульсов, определяющих нужную величину сопротивлений на-

96

грузки источника. При этом иногда приходится применять согла сующий импульсный трансформатор.

Из-за наличия на входном и выходном концах линии паразит­ ных емкостей нельзя полностью избежать отражения волн от концов линии. Для ослабления воз­ никающих из-за этого пара­ зитных импульсов иногда осу­ ществляют согласование со противлении на обоих концах линии (\Ѵ = /?„ . = /?„). Тогда, как это видно из формул (14)

Ru+Ra

величина этого сигнала почти вдвое меньше величины сигнала, вы­ ражаемого формулой (14) при согласовании W = Ra > Ru.

Б.КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ

5.Экранированные коаксиальные радиотехнические ка­ бели применяются в качестве прецизионных линий задерж­

Р е а к т и в н ы е параметры кабеля практически не зависят от частоты / гармонических колебаний в кабеле, но его а к т и в н ы е параметры зависят от /. По этой причине условие (5) неискаженной передачи сигнала через кабель не выполняется, и ои представляет собой дисперсионную систему. Дисперсионные свойства кабеля проявляются в том, что затухание волн в кабеле и, следовательно, модуль его коэффициента передачи зависят от частоты:

амплитуды гармонических колебаний в отрезке кабеля дли­ ной / (в метрах), т. е.

ных составляющих импульса происходит не только уменьше­ ние в е л и ч и н ы выходного импульса, но также и искаже­ ние его формы. По этой же причине переходная характеристи­ ка кабельной линии задержки выражается не запаздываю­ щей ступенчатой функцией (2), а имеет вид, показанный на

вующие различным длинам / кабеля (и соответственно раз­ личным задержкам), начинаются в начале координат. Пере­ ходные характеристики вначале быстро нарастают (осо­ бенно при / <С 50 м), а затем медленно приближаются к зна­

98