超聲延時(shí)線的特性與原理
發(fā)布時(shí)間:2011/10/6 9:47:09 訪問次數(shù):2874
1.超聲延時(shí)線的結(jié)構(gòu) M11A3-VL
圖11-6所示是超聲延時(shí)線的結(jié)構(gòu)示意圖,它是用壓電陶瓷(鋯鈦酸鉛)制造兩個(gè)換能器,再用特殊配方的玻璃制作一定形狀的玻璃塊,兩者結(jié)合即成為一個(gè)超聲延時(shí)線。
玻璃塊共8個(gè)而,每一面均研磨成具有反射信號波能力的鏡面。
換能器的制作工藝與晶振的制作工藝相同,先把鋯鈦酸鉛材料切割成壓電陶瓷片,然后在兩面鍍銀焊裝電極即成。
2.超聲延時(shí)線的工作原理
當(dāng)在換能器的兩極加上電信號后,壓電陶瓷片就產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),這種振動(dòng)雖然肉眼覺察不到,但它確實(shí)發(fā)生了。如果換能器兩極加音頻( 20—20000Hz)信號,振動(dòng)將產(chǎn)生聲波。如果換能器兩極所加電信號的頻率遠(yuǎn)高于音頻,振動(dòng)便產(chǎn)生超聲波。
超聲延時(shí)線在實(shí)際應(yīng)用中,輸入換能器兩極是加色度信號(色副載波頻率為4.43MHz),它就將色度信號轉(zhuǎn)換為超聲波,送到玻璃塊內(nèi)傳播,如圖11-6所示。超聲波傳播到A點(diǎn)后又被反射到B點(diǎn),經(jīng)A、B、C、D、E點(diǎn)5次反射后送到輸出換能器上。輸出換能器接受超聲波后,又變換成色度信號電壓,從兩電極上輸出。當(dāng)玻璃塊內(nèi)超聲波的“行程”為17.6cm時(shí),延時(shí)時(shí)間就為64μs,正好適合電視機(jī)中分解色度信號的需要。
圖11-6中的延時(shí)線是一種5次反射型超聲延時(shí)線,圖中的圓形部分為吸收劑,用于消除玻璃中超聲波的雜敖反射。
3.超聲延時(shí)線的主要性能指標(biāo)
(1)延遲時(shí)間。超聲延時(shí)線的首要指標(biāo)是延遲時(shí)間。延遲時(shí)間有群延時(shí)和相延時(shí)兩個(gè)不同的概念。群延時(shí)是指以包含許多頻率成分的復(fù)雜信號作為一個(gè)整體傳播的延時(shí),相延時(shí)是指單一頻率波的相位滯后所對應(yīng)的時(shí)間。對于電視機(jī)解碼電路需要延時(shí)的色度信號,既包含有副載波,還有由色度信號對副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅的包絡(luò)波,就屬于群延時(shí),延時(shí)時(shí)間為64μs。相延時(shí)僅是彩色副載波的相位延時(shí)。
實(shí)際上,電視機(jī)解碼電路描述的色度信號延時(shí),就是包絡(luò)波和包絡(luò)內(nèi)副載波的同步延時(shí)。因此,信號通過玻璃傳輸后,只存在幅度衰減和延遲時(shí)間的問題,而不會(huì)產(chǎn)生波形失真。
(2)工作頻率。超聲延時(shí)線在應(yīng)用中,換能器與兩極外接元件將組成一個(gè)諧振回路,它具有一定的諧振頻率,其中心頻率通常調(diào)諧于4.43MHz的副載波頻率上,稱為超聲延時(shí)線的工作頻率,或者說諧振頻率。
(3)幅頻特性。超聲延時(shí)線的幅頻特性反映了玻璃的傳輸特性和換能器及有關(guān)電路的變換特性。信號在玻璃中進(jìn)行超聲波群延時(shí)傳輸時(shí),其振幅衰減特性在工作頻率范圍內(nèi)可看做一個(gè)常數(shù),即各種頻率分量的振幅都是按同一系數(shù)衰減,但各分量間的振幅比例和時(shí)間關(guān)系都不會(huì)發(fā)生變化。
(4)溫度特性。當(dāng)溫度升高時(shí),超聲波傳播的速度及玻璃塊的幾何尺寸都會(huì)增大,如果正確選擇玻璃的配方,就會(huì)使上述兩種效應(yīng)互相補(bǔ)償,可以保證超聲波的傳輸時(shí)間(信號延遲時(shí)間)縣有足夠的溫度穩(wěn)定性。
1.超聲延時(shí)線的結(jié)構(gòu) M11A3-VL
圖11-6所示是超聲延時(shí)線的結(jié)構(gòu)示意圖,它是用壓電陶瓷(鋯鈦酸鉛)制造兩個(gè)換能器,再用特殊配方的玻璃制作一定形狀的玻璃塊,兩者結(jié)合即成為一個(gè)超聲延時(shí)線。
玻璃塊共8個(gè)而,每一面均研磨成具有反射信號波能力的鏡面。
換能器的制作工藝與晶振的制作工藝相同,先把鋯鈦酸鉛材料切割成壓電陶瓷片,然后在兩面鍍銀焊裝電極即成。
2.超聲延時(shí)線的工作原理
當(dāng)在換能器的兩極加上電信號后,壓電陶瓷片就產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),這種振動(dòng)雖然肉眼覺察不到,但它確實(shí)發(fā)生了。如果換能器兩極加音頻( 20—20000Hz)信號,振動(dòng)將產(chǎn)生聲波。如果換能器兩極所加電信號的頻率遠(yuǎn)高于音頻,振動(dòng)便產(chǎn)生超聲波。
超聲延時(shí)線在實(shí)際應(yīng)用中,輸入換能器兩極是加色度信號(色副載波頻率為4.43MHz),它就將色度信號轉(zhuǎn)換為超聲波,送到玻璃塊內(nèi)傳播,如圖11-6所示。超聲波傳播到A點(diǎn)后又被反射到B點(diǎn),經(jīng)A、B、C、D、E點(diǎn)5次反射后送到輸出換能器上。輸出換能器接受超聲波后,又變換成色度信號電壓,從兩電極上輸出。當(dāng)玻璃塊內(nèi)超聲波的“行程”為17.6cm時(shí),延時(shí)時(shí)間就為64μs,正好適合電視機(jī)中分解色度信號的需要。
圖11-6中的延時(shí)線是一種5次反射型超聲延時(shí)線,圖中的圓形部分為吸收劑,用于消除玻璃中超聲波的雜敖反射。
3.超聲延時(shí)線的主要性能指標(biāo)
(1)延遲時(shí)間。超聲延時(shí)線的首要指標(biāo)是延遲時(shí)間。延遲時(shí)間有群延時(shí)和相延時(shí)兩個(gè)不同的概念。群延時(shí)是指以包含許多頻率成分的復(fù)雜信號作為一個(gè)整體傳播的延時(shí),相延時(shí)是指單一頻率波的相位滯后所對應(yīng)的時(shí)間。對于電視機(jī)解碼電路需要延時(shí)的色度信號,既包含有副載波,還有由色度信號對副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅的包絡(luò)波,就屬于群延時(shí),延時(shí)時(shí)間為64μs。相延時(shí)僅是彩色副載波的相位延時(shí)。
實(shí)際上,電視機(jī)解碼電路描述的色度信號延時(shí),就是包絡(luò)波和包絡(luò)內(nèi)副載波的同步延時(shí)。因此,信號通過玻璃傳輸后,只存在幅度衰減和延遲時(shí)間的問題,而不會(huì)產(chǎn)生波形失真。
(2)工作頻率。超聲延時(shí)線在應(yīng)用中,換能器與兩極外接元件將組成一個(gè)諧振回路,它具有一定的諧振頻率,其中心頻率通常調(diào)諧于4.43MHz的副載波頻率上,稱為超聲延時(shí)線的工作頻率,或者說諧振頻率。
(3)幅頻特性。超聲延時(shí)線的幅頻特性反映了玻璃的傳輸特性和換能器及有關(guān)電路的變換特性。信號在玻璃中進(jìn)行超聲波群延時(shí)傳輸時(shí),其振幅衰減特性在工作頻率范圍內(nèi)可看做一個(gè)常數(shù),即各種頻率分量的振幅都是按同一系數(shù)衰減,但各分量間的振幅比例和時(shí)間關(guān)系都不會(huì)發(fā)生變化。
(4)溫度特性。當(dāng)溫度升高時(shí),超聲波傳播的速度及玻璃塊的幾何尺寸都會(huì)增大,如果正確選擇玻璃的配方,就會(huì)使上述兩種效應(yīng)互相補(bǔ)償,可以保證超聲波的傳輸時(shí)間(信號延遲時(shí)間)縣有足夠的溫度穩(wěn)定性。
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