DE1240599B

DE1240599B - Electrical delay line

Info

Publication number: DE1240599B
Application number: DE1965S0100276
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Werner Schulz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-10-29
Filing date: 1965-10-29
Publication date: 1967-05-18

Description

Elektrische Verzögerungsleitung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verzögerungsleitung, die aus einem Tragkörper, einer den Tragkörper nahezu einhüllenden elektrisch leitfähigen Schicht sowie einer wendelförmig um die Schicht angeordneten Wicklung besteht. Dabei dient die elektrisch leitfähige Schicht als die eine der kapazitiven Belegungen der Verzögerungsleitung, sie ist axial geschlitzt. Die um diese Schicht angeordnete Wicklung dient als induktive und gleichzeitig als die andere kapazitive Belegung; sie ist daher von der leitfähigen Schicht elektrisch isoliert. Als Tragkörper kann ein Isolierstoffmaterial verwendet sein, das z. B. rohrförmig ausgebildet ist und in das ein magnetisierbarer Ferritkern zur Erhöhung der Induktivität und damit zur Verkürzung der Länge der Verzögerungsleitung eingesetzt ist. Einfachheitshalber empfiehlt es sich sogar, die elektrisch leitfähige Schicht unmittelbar auf den Ferritkörper, der beispielsweise als zylindrischer Stift ausgebildet ist, aufzubringen, da das Ferritmaterial einen hohen elektrischen Widerstand aufweist und daher einen elektrischen Isolierstoff darstellt.Electrical Delay Line The invention relates to a electrical delay line consisting of a support body, one the support body almost enveloping electrically conductive layer as well as a helical one around the Layer arranged winding consists. The electrically conductive layer is used for this as one of the capacitive assignments of the delay line, it is axially slotted. The winding arranged around this layer serves as an inductive and at the same time as the other capacitive assignment; it is therefore electrical from the conductive layer isolated. As a support body, an insulating material can be used, which z. B. Is tubular and in which a magnetizable ferrite core to increase the inductance and thus used to shorten the length of the delay line is. For the sake of simplicity, it is even advisable to use the electrically conductive layer directly on the ferrite body, which is designed, for example, as a cylindrical pin is to be applied because the ferrite material has a high electrical resistance and therefore represents an electrical insulating material.

Verzögerungsleitungen dieser Art sind bereits bekannt. So ist beispielsweise in radio mentor, 1964, S. 111 ff., eine Verzögerungsleitung beschrieben, bei der auf einem Hartpapierrohr, das als Tragkörper dient, eine Metallfolie axial verlaufend aufgebracht ist. Diese Metallfolie dient als kapazitiver Belag. über dieser Metallfolie ist ein dielektrisches, isolierendes Material angeordnet, das die Metallfolie von der wendelförmig um diese Folie .und den Tragkörper angeordneten Spulenwicklung trennt.Delay lines of this type are already known. So is for example in radio mentor, 1964, p. 111 ff., a delay line described in which a metal foil running axially on a hard paper tube that serves as a support body is upset. This metal foil serves as a capacitive coating. over this metal foil a dielectric, insulating material is arranged, which the metal foil of the coil winding arranged helically around this film .und the support body separates.

Derartige Verzögerungsleitungen, die jenen veralteten, doppelt gewendelt auf mehreren Tragkörpern aufgebrachten Leitungen bei weitem überlegen sind, werden beispielsweise in Farbfernseh-Codier- und -Decodiergeräten verwendet, um die Laufzeitunterschiede der verschiedenen Frequenzbereiche auszugleichen. Derartige Farbfernsehsysteme erfordern nämlich für die verschiedenen Bildinformationen Filter, die eine unterschiedliche Bandbreite und damit auch eine unterschiedliche Laufzeit aufweisen. Damit die drei getrennten Informationen die Sendeeinrichtung bzw. Empfangseinrichtung mit den Codier- bzw. Decodierelementen in der gleichen Zeit durchlaufen, werden entsprechende Verzögerungsleitungen eingebaut. So werden beispielsweise Verzögerungszeiten von etwa 300 ns oder von 0,7 bis 1,0 [xs verlangt. Die verbleibenden Laufzeitfehler sollen in einem relativ kleinen Zeitintervall bleiben und beispielsweise 50 ns nicht überschreiten. Durchläuft beispielsweise das sogenannte Helligkeitssignal den Verstärker um 0,8 #ts schneller als das Chromasignal, so muß die Verzögerungsleitung das Helligkeitssignal um diese 0,8 aus wieder verzögern, ohne dabei das Signal zu dämpfen.Such delay lines, those obsolete, double coiled are by far superior to lines attached to several support bodies used, for example, in color television coding and decoding devices to determine the delay time differences to compensate for the different frequency ranges. Such color television systems require namely for the different image information filters that have a different Bandwidth and thus also have a different running time. So that the three separate information the transmitting device or receiving device with the coding or decoding elements run through in the same time, corresponding delay lines built-in. For example, delay times of around 300 ns or from 0.7 to 1.0 [xs required. The remaining runtime errors are supposed to be in a relative remain small time interval and do not exceed 50 ns, for example. Runs through For example, the so-called brightness signal makes the amplifier 0.8 #ts faster than the chroma signal, the delay line must have the brightness signal around it 0.8 off again without attenuating the signal.

Verzögerungsleitungen sind beispielsweise aus NTZ, 1962, S. 495 bis 500, bekannt, bei denen auf einem zylindrischen Tragkörper wendelförmig Spulenwicklungen dergestalt angeordnet sind, daß sich mehrere Teilwicklungen einer axialen Länge von 1 und eines gegenseitigen Abstandes von etwa 1/s auf diesem Tragkörper befinden, wobei die Mittelanzapfung jeder Teilwicklung als kapazitiv anzuschaltender Kontakt dient. Dabei sind Werte für das Verhältnis der Länge 1 zum Durchmesser D der Spulenwicklung von 1,6 angegeben.Delay lines are for example from NTZ, 1962, p. 495 bis 500, known, in which helical coil windings on a cylindrical support body are arranged such that there are several partial windings of an axial length of 1 and a mutual distance of about 1 / s are on this support body, the center tap of each partial winding as a capacitive contact serves. Here are values for the ratio of the length 1 to the diameter D of the coil winding of 1.6 indicated.

Ferner ist auch eine andere Verzögerungsleitung aus der deutschen Patentschrift 1081084 bereits bekannt, bei der auf einem Ferritkern, der aus vanadiumhaltigen Nickel-Zink-Ferrit besteht, eine Reihe von axial verlaufenden Drähten und wendelförmig um diese Drähte herum eine Spulenwicklung angeordnet sind. Ein derartiger Aufbau verlangt nicht nur relativ hohe Herstellungskosten und verschiedene Einzelelemente, sein Raumbedarf ist überdies verhältnismäßig groß. Schließlich ist es bereits bekannt, zur Verlustverminderung die Wicklungsrichtungen von auf einem Tragkörper benachbart angeordneter, in Reihe geschalteter Teilwicklungen umzukehren und/oder das ferromagnetische Material zwischen den Teilwicklungen jeweils zu trennen. Die Anschaltung der Teilwicklungs-Verbindungsleitungen an Kondensatoren ist jedoch sehr aufwendig.There is also another delay line from the German one Patent 1081084 already known in which on a ferrite core made of vanadium Nickel-zinc ferrite is made up of a series of axially extending wires and helically a coil winding is arranged around these wires. Such a structure not only requires relatively high manufacturing costs and various individual elements, its space requirement is also relatively large. After all, it is already known to reduce losses, the winding directions are adjacent on a support body to reverse arranged, series-connected partial windings and / or the ferromagnetic Separate material between the partial windings. The connection of the partial winding connection lines on capacitors, however, is very expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungsleitung zu schaffen, die einfach herstellbar ist, bei großer Wirksamkeit nur einen geringen Raumbedarf beansprucht und die in einfacher Weise als elektrisches Bauelement in der gedruckten Schalttechnik einsetzbar ist. Die Erfindung besteht in der Kombination folgender teilweise bekannter Merkmale: a) Die Leitung ist auf mindestens zwei Tragkörper aufgeteilt; b) die Wicklung ist derart auf jeden Tragkörper unterteilt, daß die einzelnen Teilwicklungen eine axiale Länge aufweisen, die etwa dem 3fachen Wicklungsdurchmesser gleich ist und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, die etwa 0,2 bis 0,5 des Wicklungsdurchmessers beträgt; c) die benachbarten Teilwicklungen auf jedem Tragkörper sind elektrisch gegensinnig und die benachbarten Teilwicklungen benachbarter Tragkörper elektrisch gleichsinnig geschaltet.The invention is based on the object of a delay line to create that is easy to manufacture, with great effectiveness only a small one Required space and which is in a simple manner as an electrical component in the printed circuit technology can be used. The invention exists in the combination of the following partly known features: a) The line is open at least two support bodies divided; b) the winding is so on each support body divided so that the individual partial windings have an axial length that is approximately is equal to 3 times the winding diameter and is arranged at a distance from one another which is about 0.2 to 0.5 of the winding diameter; c) the neighboring Partial windings on each support body are electrically opposing and the neighboring ones Partial windings of adjacent support bodies are electrically connected in the same direction.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Verzögerungsleitung dann, wenn der Zwischenraum zwischen der benachbarten Teilwicklung benachbarter Tragkörper etwa ein Viertel des Wicklungsdurchmessers beträgt und insbesondere die Endwicklungen an einer Seite benachbarter Tragkörper elektrisch miteinander verbunden sind, so daß sich eine fortlaufende Leitungsführung von einem ersten Tragkörper über den jeweils benachbarten nachfolgenden bis zum nächsten Tragkörper in Reihenschaltung ergibt. Die Forderung nach geringem Raumbedarf und Anwendbarkeit auch in der gedruckten Schaltungstechnik wird überhaupt erst dadurch erfüllt, daß in der Art axial geschlitzter Metallmanschetten ausgebildete Leiter verwendet sind. Diese elektrisch leitfähigen Schichten sämtlicher Tragkörper sind elektrisch parallel geschaltet. Die Enden der Manschetten berühren sich nicht. Zweckmäßigerweise werden die Tragkörper, die jeweils z. B. vier Teilwicklungen aufweisen, in einer Reihe nebeneinander auf einer Grundplatte aufgebaut und in einem elektromagnetische Felder abschirmenden Gehäuse angeordnet.The delay line according to the invention is particularly advantageous when the space between the adjacent partial winding is adjacent Support body is about a quarter of the winding diameter and in particular the End windings on one side of adjacent support bodies are electrically connected to one another are, so that there is a continuous line routing from a first support body via the adjacent following to the next support body in series connection results. The requirement for a small footprint and applicability also in the printed Circuit technology is only fulfilled by the fact that it is axially slotted in the way Metal sleeves formed conductors are used. These electrically conductive Layers of all support bodies are electrically connected in parallel. The ends of the Cuffs do not touch. Appropriately, the support body, each z. B. have four partial windings, in a row next to each other on a base plate constructed and arranged in a housing shielding electromagnetic fields.

Es hat sich gezeigt, daß in weiterer Ausbildung der Erfindung dasjenige Ferritmaterial besonders gute Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung ergibt, dessen Real- und Imaginärteile der Permeabilität und Dielektrizitätskonstante sich etwa entsprechen, d. h.: ,Ll = E ' Für diese Zwecke wird zweckmäßigerweise der in der deutschen Patentschrift 1079139 beschriebene Ferrit verwendet. Dieser Ferrit weist etwa folgende Zusammensetzung auf: 50 Molprozent Fe.03, 45 Molprozent Ni0, 5 Molprozent MnO, gegebenenfalls 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent Vanadiumpentoxid.It has been shown that in a further embodiment of the invention that ferrite material results in particularly good properties of the delay line according to the invention, whose real and imaginary parts of the permeability and dielectric constant approximately correspond, ie: 'Ll = E ' For these purposes, the one in the German The ferrite described in patent specification 1079139 is used. This ferrite has approximately the following composition: 50 mol percent Fe.03, 45 mol percent Ni0, 5 mol percent MnO, optionally 0.05 to 1.0 percent by weight vanadium pentoxide.

An Hand der F i g.1 bis 4 ist die Erfindung nachfolgend näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to FIGS.

Gemäß F i g. 1 ist auf einem zylindrischen Tragkörper 1 aus Mangan-Nickel-Ferrit mit Vanadiumzusatz ein Metallbelag 2 manschettenförmig angeordnet, dessen Enden voneinander getrennt sind, so daß sich ein axialer Schlitz 3 ergibt. Die metallische Belegung ist auf einem Isolierstoffröhrchen aufmetallisiert. In Abstand voneinander sind Teilwicklungen 4 auf diesem Metallbelag 2 derart angeordnet, daß der Metallbelag von der Spulenwicklung elektrisch isoliert ist und die Stromflußriichtung benachbarter Teilwicklungen dieses Tragkörpers durch entsprechende Leitungsführung gegensinnig verläuft. Die Enden des Metallbelags 2 sind mit Anschlußleitungen 5 kontaktiert.According to FIG. 1 is on a cylindrical support body 1 made of manganese-nickel ferrite With the addition of vanadium, a metal coating 2 is arranged in the shape of a sleeve, the ends of which are separated from each other so that an axial slot 3 results. The metallic Allocation is metallized on an insulating tube. At a distance from each other partial windings 4 are arranged on this metal covering 2 in such a way that the metal covering is electrically isolated from the coil winding and the direction of current flow is adjacent Partial windings of this support body in opposite directions by appropriate line routing runs. The ends of the metal covering 2 are contacted by connecting lines 5.

Gemäß F i g. 2 sind drei Tragkörper mit je vier Teilwicklungen nebeneinander derart angeordnet, daß die Teilwicklungen 6 a, 6 b, 6 c, 6 d bzw. 7 a, 7 b, 7 c, 7 d bzw. 8a, 8b, 8c, 8 d in einem Abstand A von etwa derHälfte des Wicklungsdurchmessers (A = D'' hintereinander verlaufen und der Abstand B der Teilwicklungen benachbarter Teilwicklungen von benachbarten Tragkörpern etwa ein Viertel des Durchmesser DA der einzelnen Teilwicklungen beträgt. Die Teilwicklungen sind elektrisch derart angeschaltet, daß benachbarte Teilwicklungen gleicher Tragkörper, z. B. 6a und 6b, gegensinnig und benachbarte Teilwicklungen verschiedener Tragkörper, z. B. 6a und 7a gleichsinnig vom elektrischen Strom durchströmt werden. Die elektrisch leitfähigen Schichten auf den Tragkörpern 6, 7, 8, die übersichtshalber nicht im einzelnen dargestellt wurden, sind miteinander parallel geschaltet. Die Verzögerungsleitung weist einen Eingang I und einen Ausgang II auf.According to FIG. 2 three support bodies with four partial windings each are arranged next to one another in such a way that the partial windings 6 a, 6 b, 6 c, 6 d or 7 a, 7 b, 7 c, 7 d or 8a, 8b, 8c, 8 d in a distance A of about half the winding diameter (A = D '' run one behind the other and the distance B of the partial windings of adjacent partial windings from adjacent supporting bodies is about a quarter of the diameter DA of the individual partial windings. The partial windings are electrically connected in such a way that adjacent partial windings have the same supporting body , for example 6a and 6b, in opposite directions and adjacent partial windings of different support bodies, for example 6a and 7a in the same direction, are traversed by the electric current The delay line has an input I and an output II.

Gemäß F i g. 3, die einen Teilschnitt durch ein Teilelement der Verzögerungsleitung darstellt, befinden sich im Tragkörperrohr 1 Ferritkerne 9 koaxial innerhalb der Teilwicklungen 4. Zur Vermeidung gegenseitiger Kopplung sind die Ferritkerne 9 durch ein nicht ferromagnetisches Zwischenstück 10 getrennt.According to FIG. 3, which shows a partial section through a partial element of the delay line, ferrite cores 9 are located in the support body tube 1 coaxially within the partial windings 4. To avoid mutual coupling, the ferrite cores 9 are separated by a non-ferromagnetic intermediate piece 10 .

Eine derartige erfindungsgemäße Verzögerungsleitung ist in einem Kästchen untergebracht, dessen Abmessungen 18 - 6 - 80 mm3 betragen. Die Verzögerungsleitung weist folgende Daten auf: Verzögerungszeit . . . . . . . . 0,8 gs ± 0,05 ws Anstiegszeit . . . . . . . . . . . . . < 100 ns überschwingen (bei Rechteckimpulsen von 18s Breite und 20 ns Anstiegszeit) .... < 100/9 der Gesamtamplitude Bandbreite . . . . . . . . . . . . . . 4,5 MHz Durchlaßdämpfung im Frequenzbereich von 500 kHz bis 4,43 MHz < 3 db (bezogen auf den Pegel bei 500 kHz) Wellenwiderstand . . . . . . . . 500 S2 ± 10 % Die erfindungsgemäße Verzögerungsleitung mit derartig geringen Abmessungen zeichnet sich daher durch eine außerordentlich gute Wirksamkeit bei relativ einfachem Aufbau und niedrigen Herstellungskosten gegenüber bisher bekannten Leitungen dieser Art vorteilhaft aus.Such a delay line according to the invention is accommodated in a box, the dimensions of which are 18-6-80 mm 3. The delay line has the following data: Delay time. . . . . . . . 0.8 gs ± 0.05 ws rise time. . . . . . . . . . . . . <100 ns overshoot (for square pulses 18s wide and 20 ns rise time) .... <100/9 of the total amplitude bandwidth. . . . . . . . . . . . . . 4.5 MHz transmission loss in the frequency range from 500 kHz to 4.43 MHz <3 db (based on the level at 500 kHz) Characteristic impedance. . . . . . . . 500 S2 ± 10 % The delay line according to the invention with such small dimensions is therefore advantageously characterized by extremely good effectiveness with a relatively simple structure and low manufacturing costs compared to previously known lines of this type.

In der F i g. 4 ist eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung als Beispiel dargestellt. Danach befinden sich auf jedem der beiden Tragkörper 16 und 17 jeweils vier Teilwicklungen 16a bis 16d und 17a bis 17d. Die Teilwicklungen sind jedoch bezüglich der Anordnung der Teilwicklungen auf dem Nachbartragkörper derart verschoben angeordnet, daß die Mitte jeder Teilwicklung zwischen den benachbarten Teilwicklungen des Nachbartragkörpers sich befindet. Auf diese Weise wird eine weitgehende Entkopplung der Teilwicklungen von Nachbartragkörpern erreicht, denn jede Teilwicklung, sofern man von den äußeren Teilwicklungen absieht, wird jeweils mit zwei gleich starken, jedoch entgegengesetzt wirksamen Magnetfeldern der benachbarten Teilwicklung des jeweiligen Nachbartragkörpers beeinflußt, so daß sich die wirksamen Magnetfeldkomponenten aufheben.In FIG. 4 shows a particularly advantageous embodiment of the invention as an example. Thereafter, are located on each of the two support bodies 16 and 17 each have four partial windings 16 a to 16d and 17a to 17d. However, the partial windings are arranged shifted with respect to the arrangement of the partial windings on the neighboring supporting body in such a way that the center of each partial winding is located between the adjacent partial windings of the neighboring supporting body. In this way, the partial windings are largely decoupled from the neighboring supporting bodies, because each partial winding, if one disregards the outer partial windings, is influenced by two equally strong but oppositely effective magnetic fields of the neighboring partial winding of the respective neighboring supporting body, so that the effective magnetic field components are influenced lift.

Claims

Claims: 1. Electrical delay line, consisting of an in particular cylindrical support body, an axially slotted, electrically conductive layer that almost envelops the support body, connected as a capacitive assignment, and a winding arranged helically around the layer, connected as an inductive and other capacitive assignment, which is connected by the layer is electrically insulated, in which a magnetizable ferrite core serves as a support body for the winding or is inserted into the same, characterized by the combination of the following, partly known features: a) The line is on at least two support bodies (1; 6 to 8 ; 16, 17) split; b) the winding of each support body is subdivided in such a way that the individual partial windings (4; 6 a to 6d; 7 a to 7d; 8 a to 8d; 16 a to 16 d; 17 a to 17 d) have an axial length, which is approximately 3 times the winding diameter (DA) and are arranged at a distance (A) from one another which is approximately equal to 0.2 to 0.5 times the winding diameter; c) the adjacent partial windings (6a to 6d) of the same support bodies (6) are electrically connected in opposite directions and the adjacent partial windings (6a, 7a) of adjacent support bodies (6, 7) are electrically connected in the same direction.

2. Delay line according to claim 1, characterized in that the gap (B) between the adjacent partial windings (6a, 7a) of adjacent support bodies (6, 7) is about a quarter of the winding diameter (DA) .

3. Delay line according to claim 1 or 2, characterized in that the end windings (6a, 7a, 8a; 6d, 7d, 8d; 16a, 17a, 16d, 17d) on one side of adjacent support bodies (6, 7, 8; 16 , 17) are electrically connected to one another, so that there is a continuous line routing from a first support body (6) and the respectively adjacent subsequent (7) to the last support body (8) connected in series.

4. Delay line according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the electrically conductive layers (2) of all supporting bodies are electrically connected in parallel.

5. Delay line according to one of the preceding Claims, characterized in that three partial windings each having four partial windings Support body (6, 7, 8) in a row next to each other in an electromagnetic field shielding housing are arranged.

6. Delay line according to one of the preceding Claims, characterized in that the ferrite cores (9) consist of a material its real parts of permeability and dielectric constant and its corresponding Imaginary parts roughly correspond.

7. delay line according to claim 6, characterized characterized in that a ferrite is used, which consists of about 50 mol percent Fe2O3, 45 mole percent Ni0 and 5 mole percent MnO. Considered publications: German Patent No. 951460; U.S. Patent No. 2,606,968.