ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ Российский патент 2012 года по МПК H03H7/30 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам временной задержки импульсных и периодических сигналов.

Уровень техники.

Известна «Линия задержки» (далее коаксиальный кабель), содержащая металлический экран и центральный металлический проводник, расположенные коаксиально и разделенные диэлектриком. Материал, из которого изготовлены экран и центральный проводник, обладает удельной электропроводностью 10⁴-10⁵ Ом^-1 см^-1 (см. «Справочник по интегральным микросхемам», Москва, «Энергия», 1980 г., стр.609, «Важенина З.П., Волкова Н.Н., Чадович И.И. «Методы и схемы временной задержки импульсных сигналов», Москва, Энергия, 1971, с.210-213).

Недостатком указанной линии задержки является то, что для получения необходимого времени задержки требуется длина кабеля, определяемая скоростью распространения электрических импульсов, которая одного порядка со скоростью света в вакууме (см. Прохоров A.M., «Физическая энциклопедия», Москва, Советская энциклопедия, 1990, т.2, с.593), что определяет большую длину линии.

Известна «Линия задержки» (далее электролитический коаксиальный кабель), содержащая металлический экран и центральный проводник, выполненный из электролита с удельной электропроводностью менее 0,1 Ом^-1 см^-1, расположенные коаксиально и разделенные диэлектриком, время задержки импульсных электрических сигналов на единицу длины может быть практически любым, но более времени, определяемого скоростью направленного движения ионов. (см. Авторское свидетельство №1424689 СССР, МКИ Н03Н 7/30, Линия задержки, Лифановский В.А.,1986 // Изобретения. Полезные модели, №10/2001).

Недостатком указанной линии задержки является то, что центральный проводник выполнен из электролита, что не позволяет использовать ее непосредственно в схемах, выполненных из металлов и твердых электролитов.

Известна «Линия задержки» (далее электролитический коаксиальный кабель), содержащая экран, выполненный из электролита с удельной электропроводностью более 10⁴-10⁵ Ом^-1 см^-1 и центральный проводник, выполненный из электролита с удельной электропроводностью менее 0,1 Ом^-1 см^-1, расположенные коаксиально и разделенные диэлектриком (см. Патент №1716933 РФ, МКИ Н03Н 7/30, Линия задержки, Лифановский В.А., 1993. // Изобретения. Полезные модели, №10/2001).

Недостатком указанной Линии задержки является то, что центральный проводник выполнен из электролита, что не позволяет использовать ее непосредственно в схемах, выполненных из металлов и твердых электролитов, в схемах, общий экран в которых выполнен из электролита.

Наиболее близкими к изобретению являются последние два аналога, содержащие металлический или электролитический экран и центральный проводник, выполненный из электролита, расположенные коаксиально и разделенные диэлектриком.

Общим недостатком указанных устройств является то, что центральный проводник выполнен из электролита, что усложняет использование устройств в схемах, выполненных на твердой основе.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. создание линии задержки, обладающей практически любым временем задержки импульсных электрических сигналов на единицу длины, пригодной для непосредственного использования в электронных схемах, выполненных на твердой основе (металлах, твердых электролитах), в которых скорость распространения электрических импульсов может иметь любое значение, меньшее скорости света в вакууме.

Техническое решение для реализации поставленной задачи заключается в том, что центральный проводник выполняется из твердого проводника с удельной электропроводностью менее 0,1 Ом^-1 см^-1, экран выполнен из металла или электролита с электропроводностью более 10⁴-10⁵ Ом^-1 см^-1, которые разделены непрерывным диэлектриком в виде полого цилиндра, плотно прилегающим к центральному проводнику, а непрерывный экран плотно прилегает к диэлектрику.

Общими отличительными признаками являются: центральный проводник, экран, диэлектрик между ними, расположенные коаксиально.

Существенными отличительными признаками являются: центральный проводник выполнен из твердого проводника с удельной электропроводностью менее 0,1 Ом^-1 см^-1, диэлектрик и экран непрерывны и плотно прилегают друг к другу и к центральному проводнику.

Возможность достижения указанной цели, как показывает опыт, достигается тем, что в коаксиальном кабеле, в котором удельная электропроводность центрального проводника менее 0,1 Ом^-1 см^-1, скорость распространения основания переднего фронта одиночного импульса может принимать любое значения от скорости, близкой к скорости в вакууме, до скорости движения заряженных частиц в проводнике. («Человек и электромагнитные поля», тезисы докладов 2 Международной конференции, Саров, 2007, с.60). Величина скорости, следовательно, задержка в распространении, определяется параметрами кабеля: удельной электропроводностью, размерами, типом и концентрацией свободных носителей, материалом диэлектрика, конструкцией исполнения.

Примеры конкретного исполнения.

1) Центральный проводник диаметром d=8×10^-5 м, длиною l=0,74 м, окружен диэлектриком (из полистирола), имеет внешний диаметр D=2,8×10^-4 м. Центральный проводник, окруженный диэлектриком, намотан на каркас из фарфора в виде цилиндра с внешним диаметром К=1,6×10^-2 м. Экран выполнен из меди. Сопротивление центрального проводника R=2,2×10⁶ Ом, удельная электропроводность равна σ=0,1 Ом^-1 cм^-l. Время задержки t=10^-6 сек. Скорость распространения сигнала v=7,5×10⁵ м/сек.

2) Варианты 1, 2 и 3 смотрите в таблице №1.

Таблица №1 N d центр. пров. D экран 1 м Экран Диэлектрик R×10⁶ м σ Ом^-1 см^-1 t×10^-6 с v×10⁴ м/с ×10^-4 м 1 0,8 2,8 0,74 Медь Полистирол 2,2 0,1 1 75 2 6,4 8,4 0,32 Электролит Полистирол 15 7×10^-3 15 2,14 3 5,5 2,5 0,35 Электролит Полистирол 33 4,3×10^-4 30 1,2

Устройство относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах временной задержки импульсных периодических сигналов для получения распространения электрических импульсов с любой скоростью, меньшей скорости света в вакууме. Устройство является коаксиальным кабелем, состоящим из центрального проводника и экрана, разделенных диэлектриком, непрерывных, плотно прилегающих друг к другу и коаксиально расположенных. Материал центрального проводника металл или твердый электролит с малой удельной электропроводностью менее 0,1 Ом^-1 см^-1. Экран выполнен из металла или электролита с большой удельной электропроводностью.

Линия задержки, содержащая экран и центральный проводник, коаксиально расположенные и разделенные диэлектриком, отличающаяся тем, что в качестве материала центрального проводника использован твердый проводник с удельной электропроводностью менее 0,1 Ом^-1 см^-1, диэлектрик однороден, непрерывен и плотно прилегает к центральному проводнику, а материал экрана равномерно и непрерывно распределен вдоль диэлектрика и плотно прилегает к нему.