アナログ遅延線

アナログ遅延線は、カスケード接続された電気部品のネットワークであり、個々の要素が入力信号と出力信号の間に時間差または位相変化を生じさせます。振幅が連続的に変化するアナログ信号で動作します。例は、バケット旅団デバイスです。

他のタイプの遅延線には、音響（通常は超音波）、磁歪、および表面音響波デバイスが含まれます。一連の抵抗-コンデンサ回路（RC回路）をカスケード接続して遅延を形成できます。長い伝送ラインも遅延要素を提供できます。アナログ遅延線の遅延時間は、信号を遅延させる物理媒体の実際のサイズと媒体内のインパルスの伝播速度によって制限される、わずか数ナノ秒または数ミリ秒です。

アナログ遅延線は、多くの種類の信号処理回路に適用されます。たとえば、PALテレビ規格では、ビデオスキャンライン全体を保存するためにアナログ遅延ラインが使用されます。音響および電気機械遅延線は、楽器のアンプで「残響」効果を提供したり、エコーをシミュレートしたりするために使用されます。高速オシロスコープでは、アナログ遅延ラインを使用して、トリガーイベントの直前に波形を観察できました。

デジタル信号処理技術の使用の増加に伴い、デジタル形式の遅延は実用的であり、アナログシステムでの消費とノイズに関する問題の一部を排除します。

歴史

1920年代には、インダクタとコンデンサのラダーネットワークがアナログ遅延線として使用されていました。たとえば、フランシスハバードのソナー方向探知機の特許は、1921年に出願されました。ハバードは、これを人工伝送ラインと呼びました。 1941年、スペリージャイロスコープ社のジェラルド・トーニーは、彼が明示的に時間遅延ラインと呼ばれる、インダクタ、コンデンサラダーネットワークのコンパクトなパッケージに特許を申請しました。

1924年、Bell Telephone LaboratoriesのRobert Mathesは、基本的にすべての電気機械式遅延線を対象とする広範な特許を申請しましたが、パイプに閉じ込められた気柱が機械媒体として機能し、一方の端に電話受信機と電話がある音響遅延線に焦点を当てました反対側の送信機は、電気機械変換器として機能しました。 Mathesは長距離電話回線でのエコー抑制の問題に動機付けられており、彼の特許は、インダクタ-コンデンサラダーネットワークと音響回線などの機械的弾性遅延線との基本的な関係を明確に説明しました。

1938年、電気・音楽産業のウィリアムスペンサーパーシバル（後のEMI）は、圧電トランスデューサと液体媒体を使用した音響遅延線の特許を申請しました。彼は、10 MHzの搬送周波数の水または灯油を使用し、遅延タンクに複数のバッフルとリフレクターを使用して、比較的小さなタンクに長い音響経路を作成しました。

1939年、ローレンスハモンドは、ハモンドオルガンの人工的な残響を作成する問題に電気機械遅延線を適用しました。ハモンドはコイルスプリングを使用して、ボイスコイルトランスデューサー間で機械波を送信しました。

テレビ受信のマルチパス干渉を抑制する問題は、RCAのクラレンス・ハンセルが1939年の特許出願で遅延線を使用することを動機付けました。彼は、遅延線として使用されるこの比較的短い同軸ケーブルに「遅延ケーブル」を使用しましたが、磁歪または圧電遅延線を使用する可能性を認識していました。

1943年までに、分布容量とインダクタンスを備えたコンパクトな遅延線が考案されました。典型的な初期の設計では、絶縁コアにエナメル絶縁ワイヤを巻き付け、それを接地された導電性ジャケットで取り囲みました。 General ElectricのRichard Nelsonは、その年にそのようなラインの特許を申請しました。 GEの他の従業員であるJohn RubelとRoy Troellは、同じ効果を達成するために絶縁ワイヤを導電性コアに巻き付けることができると結論付けました。第二次世界大戦中の遅延線の開発の多くは、レーダーシステムで発生した問題が原因です。

1944年、マディソンG.ニコルソンは磁歪遅延線に関する一般特許を申請しました。彼は、遅延または10〜1000マイクロ秒の時間範囲の間隔の測定を必要とするアプリケーションに使用することを推奨しました。

1945年、ゴードンD.フォーブスとハーバートシャピロは、圧電トランスデューサを備えた水銀遅延線の特許を申請しました。この遅延線技術は重要な役割を果たし、いくつかの第一世代のコンピューターで使用される遅延線メモリの基礎として機能します。

1946年、David Arenbergは単結晶固体遅延線に取り付けられた圧電トランスデューサの使用を対象とする特許を申請しました。彼は石英を遅延媒体として使用してみて、石英結晶の異方性が問題を引き起こしたと報告しました。彼は、臭化リチウム、塩化ナトリウム、アルミニウムの単結晶の成功を報告しました。アーレンバーグは、長い遅延をコンパクトな結晶にパッケージ化するために、固体媒質内の音響経路の複雑な2次元および3次元の折りたたみのアイデアを開発しました。 PALテレビ信号のデコードに使用される遅延線は、単結晶の代わりに石英ガラスを媒体として使用して、この特許の概要に従います。