
【計】 acoustic delay line; sonic delay line
make a sound; reputation; sound; tone; voice
【化】 sound
【醫】 phon-; phono-; sonus; sound
【計】 delay line
聲延遲線(Acoustic Delay Line)是一種利用聲波在介質中傳播速度較慢的特性來實現信號時間延遲的電子元件或系統。其核心原理是将電信號轉換為聲波,使聲波在固體或液體介質中以聲速傳播一定距離後,再重新轉換為電信號,從而産生時間延遲。以下是詳細解釋:
電-聲轉換
輸入的電信號通過壓電換能器(如石英晶體)轉換為機械振動,産生聲波(通常為超聲波)。
公式:電信號 $V{in}$ → 聲波 $A{out}$(換能器效率 $eta = P{acoustic}/P{electrical}$)
聲波傳播延遲
聲波在介質(如玻璃、熔石英或汞)中以聲速傳播(固體中約 5000 m/s,遠低于光速),傳播路徑長度 $L$ 決定延遲時間 $tau$:
$$ tau = frac{L}{v_s} $$
其中 $v_s$ 為介質中的聲速。
聲-電轉換
接收端的壓電換能器将聲波重新轉換為電信號,輸出延遲後的電信號 $V{out}(t) = V{in}(t-tau)$。
介質類型
傳播模式
雷達信號處理(1940s-1960s)
用于脈沖雷達的動目标顯示(MTI),通過延遲回波信號實現雜波抑制。
示例:AN/APQ-56 雷達系統采用汞延遲線存儲雷達回波。
電視信號同步
在模拟電視時代,用于色度信號與亮度信號的延遲對齊,避免色彩偏移。
數字計算機存儲器(早期)
威廉姆斯管計算機使用聲延遲線作為動态存儲器,如 EDSAC 計算機(1949年)。
中文術語 | 英文術語 | 定義 |
---|---|---|
聲延遲線 | Acoustic Delay Line | 利用聲波傳播實現信號時間延遲的裝置。 |
壓電換能器 | Piezoelectric Transducer | 實現電信號與聲波相互轉換的核心部件。 |
表面聲波延遲線 | SAW Delay Line | 聲波沿介質表面傳播的微型化延遲線,用于現代濾波器。 |
群延遲 | Group Delay | 信號通過延遲線後産生的相位滞後時間,$tau_g = -frac{dphi}{domega}$。 |
(注:為符合原則,參考文獻采用權威機構來源,實際鍊接需替換為可訪問的學術/技術文檔URL。)
聲延遲線是一種利用聲波傳播特性實現信號延遲的電子器件。其核心原理是通過将電信號轉換為超聲波,在介質中傳輸一定距離後再還原為電信號,從而産生時間延遲。以下是詳細解釋:
工作原理
聲波的傳播速度遠低于電信號(例如在玻璃介質中,超聲波速度約為5-6千米/秒,而電信號在導線中接近光速)。通過将電信號轉換為超聲波并經過特定路徑傳輸,可實現信號的精确延遲。
實現方式
通常采用壓電陶瓷等材料作為換能器,将電信號轉換為機械振動(超聲波),并通過玻璃、石英等固态介質傳播。接收端再将機械振動轉換回電信號。
典型應用
技術參數
延遲時間通常在納秒至微秒量級,具體取決于介質長度和聲速。例如,1厘米的玻璃介質可産生約1.6微秒延遲。
與其他延遲線(如電磁延遲線或數字延遲線)相比,聲延遲線因聲速較低,在相同體積下能實現更長的延遲時間,但受限于介質損耗和頻率響應範圍。現代技術中,聲表面波(SAW)器件進一步拓展了其高頻應用場景。
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