Электрическая или проводная связь

Проводные линии связи (воздушные и кабельные) характеризуются первичными (погонное активное последовательное сопротивление, емкость, индуктивность и проводимость) и вторичными параметрами (затухание, волновое сопротивление и пропускная способность).

Пропускная способность линии определяется её полосой пропускания, уровнем помех, и максимальным допустимым уровнем сигнала в линии.

Сопротивление линии постоянному току при температуре t, отличной от сопротивления при t =20 ºС определяется из известного выражения:

(2.5.1)

Здесь R₀ - сопротивление при t = 20 ^оС в Ом,

α - температурный коэффициент (α – [Ом/^ос] - для меди α = 0,0039; для стали α = 0,0046).

Сопротивление линии существенно зависит от температуры (здесь следует отметить, что для меди эта зависимость линейна с очень высокой степенью точности).

Индуктивность двухпроводной цепи из однородных (не биметаллических) проводов:

(2.5.2)

здесь a –расстояние между центрами проводов [см];

r – радиус проводов в см;

μ- относительная магнитная проницаемость материала провода (так для меди μ=1, для стали μ=140);

K_п - табличный коэффициент, учитывающий поверхностный эффект.

Емкость двухпроводной цепи определяется по формуле:

(2.5.3)

где ε- относительная диэлектрическая постоянная (для воздуха ε=1)

для однопроводной цепи:

(2.5.4)

где h – расстояние от поверхности земли до провода в м;

r- радиус проводов в м.

Волновое сопротивление – цепи (вторичный параметр) определяется по формуле:

(2.5.5)

где G –активная составляющая проводимости.

На высоких частотах и при малых потерях R << ωL и G<<ωC и тогда из (2.5.5) имеем

(2.5.6)

Постоянная передачи линии или коэффициент распространения:

,

где:

α-постоянная () коэффициент затухания линии;

φ-коэффициент сдвига фаз между током и напряжением в линии.

Если мощность в начале лини P₁ и на ее выходе P₂, то затухание, вносимое линией (в неперах) определяется

(2.5.7)

или в децибелах

отсюда

(2.5.8)

Для оценки мощностей сигнала в проводной связи используют логарифмическую шкалу, при этом мощность сигнала в линии определяется

(2.5.9)

где P₀- приведенная мощность

P₀ =0,775² /600ּ10³= 1 мВт – мощность условного нулевого уровня (т.е. при напряжении 0,775² В на сопротивлении 600 Ом);

Р – мощность сигнала в мВт.

Если уровень сигнала U выражается в вольтах и сопротивление отлично от 600 Ом, то мощность определяется:

(2.5.10)

где - модуль сопротивления линии, ОМ. Мощность на выходе линии длиной l

(2.5.11)

где Р_вх - мощность на входе линии в Нп;

α- удельное затухание линии в Нп /км

На рис. 2.5.1 приведена зависимость затухания α от частоты от различных материалов.

1-сталь, d= 3мм, α=20см;

2-сталь, d= 3мм, α=60см;

3-сталь, d= 4мм, α=20см;

4-сталь, d= 4мм, α=60см;

5-кабель, d= 0,9мм;

6-кабель, d= 1,4мм;

7-медь, d= 4мм; α=20мм;

Рис. 2.5.1 8-медь, d= 4мм; α=60мм

9,10 – биметалл (сталь-медь)

Для известного затухания длина линии связи:

l=b/α (2.5.12)

Затухание и проводимость воздушной линии в значительной степени изменяются от климатических условий и в не меньшей степени от качества обслуживания линии связи.

Параметры кабельных линий зависят в основном от температуры грунта и от других внешних условий почти не зависят, поэтому они более стабильны.

Определение Высокочастотным каналом называется канал проводной линии связи, передающей сигналы на расстояние в виде токов высокой частоты.

Для примера: типовой телевизионный канал имеет полосу пропускания 6 МГц;

телефонный 300-3200 Гц

телеграфный 120-140 Гц;

т.е. один телефонный канал может быть дополнительно уплотнен и дополнительно использован под 12-19 телеграфных каналов, при этом скорость передачи составляет 50-75 Бод, т.к.

(2.5.13)

так в высокочастотных каналах с воздушными стальными линиями из-за резкого возрастания затухания в стали с ростом частоты используется диапазон частот от 3 до 25 кГц.

В этом диапазоне обычно размещается 3 телефонных канала с полосой пропускания каждого телефонного канала связи 300- 2700Гц.

При этом весь диапазон разбивается на отдельные полосы по 4 кГц.

Телефонные каналы при этом используют передачу на одной боковой полосе.

Такая организация связи называется уплотнением линии связи.

Воздушные проводные линии связи в большей мере, другие (кабельные) подвержены влиянию помех.

(назад в оглавление)

Дата добавления: 2014-01-06