Память на линиях задержки


Память на линиях задержки — разновидность компьютерной памяти, использовавшейся в ранних цифровых компьютерах, например EDSAC, ACE и БЭСМ, в радиолокационной технике и декодерах сигналов цветности аналоговых цветных телевизоров систем PAL и SECAM.

Основная идея линий задержки возникла в ходе разработки радаров во время Второй мировой войны, а именно для сокращения помех от отражения от земли и неподвижных объектов. Радары того времени использовали периодические импульсы радиоволн, отражённые радиоволны принимались и усиливались для отображения на экране. Чтобы убрать неподвижные объекты с экрана радара, отражённый сигнал разделяли на два, один из которых использовался непосредственно, а второй задерживался. В электрической схеме из нового сигнала вычитался задержанный сигнал предыдущего цикла. (Нормальный сигнал складывался с задержанным инверсным.) В результирующем сигнале оставались только изменения между двумя сигналами и он выводился на экран. Таким образом на экране отображались только подвижные объекты.

До использования линий задержки в качестве цифровых запоминающих устройств первые подобные системы с линиями задержки состояли из наполненных ртутью трубок с пьезокристаллическим преобразователем на концах (аналоги динамика и микрофона, на передающих и приёмных концах соответственно). Сигналы от радарного усилителя посылались на пьезокристалл в одном конце трубки, и тот, получая импульс, генерировал небольшое колебание ртути. Колебание быстро передавалось на другой конец трубки, где другой пьезокристалл его инвертировал и передавал на экран. Было необходимо точное механическое согласование для обеспечения подбираемого времени задержки между импульсами, которое специфично для каждого использовавшегося радара.

Ртуть использовалась потому, что её удельное акустическое сопротивление почти равно акустическому сопротивлению пьезокристаллов. Это минимизировало энергетические потери, происходящие при передаче сигнала от кристалла ко ртути и обратно. Высокая скорость звука во ртути (1450 м/с) позволяла уменьшить время ожидания импульса, прибывающего на принимающий конец, по сравнению со временем ожидания в другой, более медленной среде передачи (например, воздухе), но это также означало и то, что конечное число импульсов, которые можно сохранить в приемлемом количестве ртутных трубок, было ограничено. Другими отрицательными сторонами применения ртути были её вес, цена и токсичность. Более того, для того чтобы добиться согласования акустических сопротивлений настолько, насколько это возможно, ртуть надо содержать при температуре +40 °C, что делает обслуживание ртутных трубок жаркой и некомфортной работой.