Линия задержки

 

ЖНИЯ ЗАДЕРЖКИ, содержащая два сигнальных проводника в виде меандровых структур, расположенных на противоположных сторонах ди электрической подложки, отличающаяся тем, что, с целью .увеличения времени задержки при одновременном уменьшении габаритных размеров, подложка с меандровьи-ш структурами выполнена в виде секций, соединенных электрически последовательно и расположенных параллельно одна другой, разделенных диэлектрическими прокладками с зеркальными по отношению одна к другой меандро- BbiMH структурами на обращенных плоскостях подложек соседних секций, в каждой из которых отношение толщин подложек и прокладок к ширине печатного проводника меандровой структуры не превышает 0,5. S (Л с

сОюз с08етсних социллистичесиих

РЕСПУБЛИН

ОписАние НЗОБРетениЕ ::::. ц,/

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3380300/24-21 (22) 06.01.82 (46) 30.07,85. Бюл. ¹ 28 (72) В.N.Íåìèðîâñêèé и E.E.Ñîðîêèí (53) 621.374.5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 3 15286, кл. Н 03 В 7/30, 1971 °

Техническое описание осциллографа РМ3265, фирмы Fillips (54)(57) ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ, содержащая два сигнальных проводника в виде меандровых структур, расположенных на противоположных сторонах диэлектрической подложки, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью

„„SU„„ A увеличения времени задержки при одновременном уменьшении габаритных размеров, подложка с меандровыми структурами выполнена в виде секций, соединенных электрически последовагельно и расположенных параллельно одна другой, разделенных диэлектрическими прокладками с зеркальными по отношению одна к другой меандровыми структурами на обращенных плоскостях подложек соседних секций, в каждой из которых отношение толщин подложек и прокладок к ширине печатного проводника меандровой структуры не превышает 0,5.

1 1 7058з

Изобретение относится к электромагнитным линиям задержки и может быть использовано в Различных радиотехнических устройствах для задержки радиосигналов, в частности, для задержки аналоговых сигналов.

Цель изобретения — увеличение времени задержки при одновременном уменьшении габаритных размеров.

На фиг, 1 представлена линия задержки (ЛЗ), разрез (для удобства анализа, количество секций ограничено до пяти), на фиг. 2 — отдельная секция ЛЗ, на фиг. 3 электрическая схема 13 на фиг. 4 — 15 пример конкретного выполнения секции ЛЗ.

Каждая секция (фиг. 1 и 2) содержит симметричную полосковую линию в виде сигнальных проводников 1-5 20 меандровой структуры, расположенных с обеих сторон подложки 6. Проводники 1-5 являются зеркально симметричными. Количество секций зависит от заданной величины времени за- 25 держки. Секции последовательно соединены одна с другой перемычками 7, волновое сопротивление которых равно волновому сопротивлению ЛЗ. Секции

ЛЗ отделены прокладками 8 одна от 30 другой. При этом подложки 6 и прокладки 8 выполнены из одного материала и имеют одинаковую толщину, которая не превышает половины ширины печатного проводника. Секции ЛЗ нало35 жены одна на другую таким образом, что сигнальные проводники меандровой структуры соседних секций из проводников (1 и 2, 2 и 3; 3и4, 4и

5), разделенные прокладками 8, явля- 40 ются зеркальным отображением друг друга.

Особенность работы ЛЗ состоит в следующем.

Благодаря тому, что сигнальные 45 проводники секций, расположенные на обеих, сторонах подложки, являются зеркальным отображением друг друга, секции отделены одна от другой диэлектрическими прокладками. Толщина прокладок и подложек не превьппает половины ширины печатного проводника.

Секции наложены одна на другую та— ким образом, что сигнальные проводни. ки меандровой структуры, разделен- 55 ные прокладками, также являются зеркальным отображением друг друга.

Токи, протекающие в любых соседних

1 + 1 7 + 2(М + — М + з з 2 зр "з з

7 з,), 1

I где L — индуктивность, N — коэффициент взаимоиндуктив1 ности

2,3,3,4 — индексы, составляющие нумерацию печатных проводни- . ков (фиг. 1).

Коэффициенты 1/2 при коэффициентах взаимоиндуктивности Мз и М 7+. з,с з,4 означают, что взаимоиндуктивность между проводниками соседних секций включается в индуктивность как одной, так и другой секции (фиг. 3).

Как известно, взаимоиндуктивность между двумя проводниками всегда меньше, либо равна индуктивности одного из проводников М L. Индуктивность предлагаемой ЛЗ максимальна при М 1 °

Сопоставление- выражений для иидуктивности

2Е

Ь =л !Pn — /27п (- О где (tlo= 4 1 10 Гн/м — магнитная проницаемость вакуума, — длина печатного проводника, и взаимоиндуктивности

Pg u

1 показывает, что М L.npu d = а/2 °

Поскольку 1.з 1-,, толщина подложек и прокладок не превьппает а/2,то

Мзз 32 3 зз где k 0-0,5 — коэффициент связи между печатными проводниками по толщине подложки или прокладки ° расположенных друг над другом проводниках, текут в противоположных направлениях (стрелки на фиг. 2) и индуктивность каждой секции включает в себя не только сумму икдуктивностей ее печатных проводников, например, 1.з + Lз для секций проводника 3, но и взаимоиндуктинность соседних проводников.

Так, например, для секции проводника 3 (фиг. 1) общая индуктивность составляет

1170587

= 0,038a рг д /pe Р

2Ь

Ь вЂ”, а з

При и 6 -, К = 0,5 и 1.г, 4L, По сравнению с прототипом у которор го в лучшем случае )-з, = L3 + 1.г +

+ 2М 3< 3L, в предлагаемом устрой" стве погонная индуктивность возрастает на ЗЗЖ, а следовательно, увеличивается и время задержки, пос» кольку сз = 4LC, где L и С вЂ” индуктивность и емкость ЛЗ. а

Если d > â€, то это приводит к уменьшению М по сравнению с L и сле) довательно, к уменьшению общей индука тивности а 3 3 ° Если ча р то это не приводит к увеличению 1., поскольку всегда М 1, но вызывает увеличение погонной емкости и,следовательно, времени задержки.

Как известно, время задержки элект-20 ромагнитной ЛЗ описывается.выражениеи С, = 1. ГЕ Со, где k — длина проводника, Lo и С вЂ” погонные индуктивность и емкость соответственно.

Погонная емкэсть предлагаемой ЛЗ 25 описывается теми же выражения ж, что и погонная емкость прототипа, в зависимости от соотношения а/d. Так, . например, при 4 с а/d 30 а Г K и 27(а 30

С = й. — + — — (1+ Rrl )

О О d (Я d

) где E — диэлектрическая проницаемость подложки, Я вЂ” 10 /36 Ф/м-диэлектричес-

-9 кая проницаемость вакуума, а — ширина печатного проводника

d — толщина подложки.

При заданном волновом сопротивлении ) ЛЗ погонная индуктивность должна быть равна Lä = " Со, так как

= -,г

Чо /Со . Отсюда при расчете топологии ЛЗ определяется расстояние между звеньями меандра 8 (фиг. 2),. так как

-p 45

1„=.kх8х 10

2b где 8 х 10 (n — — известное соотноа шение для распределенной индуктив 50 ности, k — коэффициент равный 1,333 Гн/м, полученный за счет многослойного расположений секций, 55

Количество секций-определяется необходимой величиной времени задержки и длиной отрезка печатного проводника, который укладывается в одной о секции.

В ЛЗ sa счет выполнения ее в виде секций, наложенных одна на другую, индуктивные связи, возникающие между соседними секциями, не являются паразитными, так как они совпадают по направлению с электромагнитным полем, возникающим в ЛЗ при прохождении по ней сигнала. За счет этого, погонная индуктивность возрастает на 337. Это позволяет для сохранения заданного волнового сопротивления выбрать в качестве материала подложки диэлектрик с меньшей толщиной. Так как t = "1)-С можно увеличить время задержки при одновременном уменьшении габаритных размеров.

Максимальная полоса пропускания предлагаемой ЛЗ описывается следующим выражением где G — - удельная объемная проводимость печатного проводника; ) — относительная магнитная проницаемость металла печатного проводника, 3 — магнитная постоянная вакуума.

Время задержки t3 и волновое сопротивление Р ЛЗ равны соответственно

180 нс и 140 Ом, Секции ЛЗ изготовле-, ны из двухстороннего фольгированного фторопласта. Толщина диэлектрика ,О, 1 мм, толщина фольги 35 мкм, = 2,4. Сама секция и симметричный печатный проводник имеют следующие геометрические размеры (фиг. 2):А =

75; В = 65 m = 45, а = 0,5. Для того, чтобы волновое сопротивление

ЛЗ было равно 140 Ом при ширине печатного проводника 0,5 мм, расстояние между звеньями меандра Ь равно 3 мм. Длина симметричного печатного проводника, расположенного на одной секции, равна 1,2 м.

Секции изготовлены фотохимическим способом. По краям секций для совмещения выполнены четыре отверстия, диаметром 3 мм.

Линия задержки собрана следующим образом. а 1 V

8 И о

Восемь секций соединены последовательно проводом типа МГТФе В отверстия печатной платы усилителя

1170587. тракта вертикального отклонения осциллографа 9 вставлены четыре нап— равляющих винта 10, на которые "нанизаны" пакет 11, состоящий иэ девяти прокладок и восьми секций. Пакет

"наниэан" в следующей последователь— ности: прокладка-секция-поокладкасекция-...-прокладка. Далее на пакет

11 наложена пластина 12, изготовлен- 10 ная из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной

1,5 мм. Слои пакета сжаты между собой при помощи гаек 13. Общая высота пакета составляет 5-6 мм. Медная 15 фольга печатной платы, расположенная под ЛЗ, соединена с медной фольгой пластины 12 проводом 14, обраэуя защитный экран ЛЗ. Выход и вход ЛЗ соединены со схемой усилителя при помощи провода 15. Полоса пропускания ЛЗ составляет 0-80 МГц.

Для сравнения: если требуемое волновое сопротивление и время задержки равно 140 Ом и 180 нс, то габаритные размеры прототипа состав" ляют 200х130х7 мм, что в 3-4 раза больше, чем габаритные размеры предлагаемой ЛЗ при прочих равных условиях.

1170587

9иг. 4

Составитель К).Яресько

Техред Л.Микеш Корректор В.Гирняк

Редактор И.Касарда

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4714/53

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная..4