Линии задержки электрических сигналов
Фазовый модулятор
| Рисунок – Дискретный фазовый модулятор и диаграмма его работы |
Сигнал в форме короткого импульса подается на входной преобразователь, расположенный на одном конце. Каждый преобразователь многоотводной линии вырабатывает выходной электрический сигнал, по мере того, как под ним проходит входной акустический сигнал. В случае фазоманипулированного сигнала с бинарной (0, пи) модуляцией фазы все три операции: дискретная задержка, фазирование задержанных сигналов с соответствующим кодом и суммирование осуществляется в едином ПАВ – блоке.
Акустический конвольвер
Акустический конвольвер представляет собой трехвходовой прибор, в котором встречное распространение ПАВ используется для свертки сигналов в реальном масштабе времени.
| Рисунок – Акустический конвольвер |
Пусть один из входных сигналов имеет вид:
;
а второй:
.
Если звукопровод обладает нелинейными свойствами, между обоими сигналами существует нелинейное взаимодействие.
Если частоты взаимодействующих волн одинаковы, взаимодействие называется вырожденным. В этом случае можно использовать сплошные электроды, расположенные на верхней и нижней гранях звукопровода. Частота результирующего сигнала равна .
Длина выходного электрода L определяет область взаимодействия и для ПАВ со скоростью выходной сигнал имеет вид:
Сделаем замену:
и перепишем в виде:
- время интегрирования.
Если длительность сигналов и ограничена и не превышает время интегрирования в области взаимодействия, выходной сигнал представляет собой акустическую свертку входных сигналов.
Далее показано образование свертки двух сигналов одинаковой длительностью с прямоугольной огибающей и .
| Рисунок - Образование свертки двух сигналов одинаковой длительностью с прямоугольной огибающей и . |
Информационная емкость – произведение ширины полосы пропускания устройства на время интегрирования. Эта емкость потенциально велика.
Линии задержки электрических сигналов
Линии задержки представляют собой пассивные линейные устройства, основным функциональным назначением которых является задержка электрических сигналов во времени с минимальными искажениями их формы.
| Классификация ЛЗ |
Поскольку скорость распространения акустических волн примерно в 105 раз меньше скорости распространения электромагнитных волн, для получения одинакового времени задержки в случае АЛЗ необходим примерно во столько же раз меньший путь распространения волны по сравнению с электромагнитными линиями задержки. Для изготовления АЛЗ используют волноводы с малым поглощением акустических волн. Рабочие частоты лежат в диапазоне до 20 ГГц.
Различают АЛЗ с одним и двумя преобразователями.
В первом случае один о тот же преобразователь последовательно преобразует входной электрический сигнал в акустический, излучаемый в звукопровод, а затем принимает задержанный во времени акустический сигнал и преобразует его в выходной электрический сигнал.
Рис 6.1.
Несколько выходных сигналов, через равные промежутки времени
Рис 6.2
Рис 6.3
Рис 6.4
| Конструкции ЛЗ |
| Простая (однократная) линия задержки |
Рассмотрим импульсный отклик ЛЗ. В качестве базы для ориентировочного отсчета задержки примем сигнал 1, соответствующий по временному положению электрическому сигналу, поступающему на входной преобразователь. Физическая природа возникновения незадержанного сигнала 1 обусловлена прямым прохождением (наводкой) электрического сигнала со входа на выход ЛЗ. Основной задержанный сигнал 2 смещен по отношению к входному сигналу на t=L/V. Сигнал 3 обусловлен переотражением ПАВ, и имеет задержку относительно 1 2T и относительно входного сигнала 3T.
| Импульсный отклик линии задержки |
Ложный сигнал 4 обусловлен переотражением ПАВ в электродной структуре входного преобразователя (в меньшей степени выходного преобразователя) – вызывает затягивание спада основного задержанного сигнала. Ложный сигнал 5 обусловлен распространением между входным и выходным преобразователями объемной акустической волны.