THE NATURE and Main Parameters of the Interaction Between Circuits

ПРИРОДА И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ МЕЖДУ ЦЕПЯМИ

Лекция № 1

The Third Course of Technical Elite

Модуль №1

Й курс технической элиты

«Взаимные влияния между цепями связи и меры защиты»

Module # 1

“Interactions Between Communication Circuits and Protective Measures”

Рекомендованная литература:

Suggested text-book:

[ 1 ] - Гроднев И.И., Курбатов Н.Д. Линейные сооружения связи,

Изд. 1974 г., стр. 202 –

[ 2 ] - Одинцов Н.Н., Зименко В.А., Лесовский И.П. Линейные сооружения связи,

Учебное пособие ОНАС, изд. 1999 г.

Lecture # 1

Абзац №1 (а1) - indentation #1

Для полной оценки электрических свойств линий связи необходимо изучить также явления перехода энергии с одной цепи на другую и их за­щищенность от мешающих влияний.

For a complete estimation of electrical characteristicsin the communication lines should to study alsoeffects of the transition energy from one circuit to another, and their protectability from prevent interactions.

а2

Помехозащищенность воздушных и кабельных цепей является важнейшим условием обеспечения надежной свя­зи при высокочастотном теле­фонировании и телеграфировании на большие расстояния. Например, в линиях передач допустимое затухание должно быть не больше 28,6 дБ. Это означает, что только 0,14% энергии сигнала доходит до приёмного оборудования. 99,86% энергии передатчика теряется. В этом случае каче­ство и дальность связи обусловливаются не столько собственным затуханием цепи, сколько мешающими взаимными влияниями между соседними цепями.

The noise immunity of the aerial and cable circuits is essential condition to ensure trusted communication forhigh-frequency long distance telephony and telegraphy. For example, reasonable attenuation in the transmission lines must be not more than 28.6 dB. It means only 0,14% of signal energy come up to the receiver equipment. The 99.86% of transmitter energy get lost. In this case quality and operating distance stipulated by not so much natural attenuation of circuits as prevent interaction between adjacent circuits.

а3

Взаимные влияния проявляются в виде переходного разговора или шума. Переходные разговоры понижают разборчивость речи, шум оказывает мешающее действие.

The interactions are manifested in the form of сrosstalk disturbance or noise. Crosstalk disturbancelower talk intelligibility, noise has a disturbing action.

а4

Основная часть энергии рассеивается в линии передачи, главным образом, на тепловые потери и ди­электрическую поляризацию. Кроме того, энергия переходит на соседние цепи в виде тока помех. В силу этого, передача, осущест­вляемая по какой-либо цепи, в той или иной мере прослушивает­ся в соседних цепях кабельных или воздушных линий.

The main part of the energy dissipated in the transmission line, mainly for heat loss and dielectric polarization. In addition, energy is transferred to the adjacent circuits in the form of noise current. Thereby, the transmission by any of the circuit, in one way or another listening to the adjacent circuits of cable or aerial lines.

а5

Характер и природа влияния между цепями воздушных линий и симметричных кабелей принципиально идентичны. Переход энергии с одной цепи на другую обусловлен электромагнитным взаимодействием между цепями и может быть условно представлен в виде суммарного действия электрического и магнитного полей.

Character and nature of the action between circuits of aerial lines and symmetrical cables is identical in essence. The transition energy from one circuit to another stipulates the electromagnetic interaction between circuits, and can be conventionally represented as the sum of the electric and magnetic fields.

а6

При прохождении тока по какой-либо цепи, нап­ример, влияющей цепи 1 - 2 (рис. 3.1), на проводах этой цепи образуются заряды + Q₁ и - Q₂. Эти заряды создают электрическое поле, силовые ли­нии которого частично соприкасаются с проводами 3 - 4 смежной цепи (подверженной влиянию). Вследствие этого между проводами 3 — 4 образуется разность потенциалов, которая создает в них ток I₂, распространяющийся вдоль цепи. Наведенный ток достигает приемника, находящегося на конце цепи, и проявляется в виде мешающего влияния. Влияние, обусловленное действием электрического поля, называют электрическим влиянием.

When the current passages on some circuit, for example influence circuit 1- 2 (Fig. 3.1), on the wires of circuit formed charges + Q₁ and -Q₂. These charges create an electric field whose field lines partially contact with wires 4 - 3 of adjacent circuit (respondent circuit). Hereupon between wires 3 - 4 are formed potential difference, which creates in them current I₂, propagating along circuit. The induced current reaches receiver on the end of circuit, and reveals itself in the manner of prevent interaction. The influence stipulates of the electric field action, name the electrical influence.

а7

Наряду с электрическим влиянием одновременно действует и магнитное влияние (см. рис. 3.2). При прохождении тока по влияю­щей цепи 1—2 вокруг проводов этой цепи образуется магнитное поле. Силовые линии этого поля пересекают провода 3—4, наводят в них ЭДС E₂, которая создает в цепи 3 — 4 ток. Этот ток, рас­пространяясь вдоль цепи, достигает при­емников на концах цепи и создает мешающее действие. Влияние, обусловленное действием магнитного поля, называется магнитным влиянием.

Along with the electric influence, magnetic influence operates concurrently (see Figure 3.2). When the current passages on influence circuit 1—2 around the wires of this circuit formed by a magnetic field. Lines of this field intersect the wires 3—4. induce them to EMF E₂, which creates current in the circuit 3—4. This current, propagates along the circuit, reaches receiver on the end of circuit and creates the disturbing action. The influence stipulates of the magnetic field action, name the

magnetic influence.

а8

Процесс изменения электрического и магнитного полей протекает быстрее с увеличением частоты сигнала. Это приводит к увеличению взаимного мешающего влияния.

Process of the alteration electric and magnetic fields runs rather with increase the frequency of the signal. This creates the increase of disturbing interaction.

a9

Электрическое и магнитное влияния между цепями характеризуются электрической К₁₂ и магнитной М₁₂ связями.

Электрическая связь определяется отношением тока I ₂, наведенного в цепи, подверженной влиянию, к разности потенциалов во влияющей цепи U ₁:

(3.1)

Как видно из этого соотношения, размерность электрической связи – величина проводимости сименс См. Так как ток I ₂ и разность потенциалов U ₁– величины комплексные, то и электрическая связь выражается комплексной величиной. Алгебраическая форма К₁₂ представляется в виде:

, где (3.2)

• вещественная часть (модуль) g – активная составляющая электрической связи;
• мнимая часть k – емкостная составляющая (емкостная связь);
• w - частота (круговая) сигнала.

Физический смысл g – частичные потери в диэлектрике проводов.

The electric and magnetic interactions between circuits define by electrical coupling К₁₂ and

magnetic coupling М₁₂.

The electrical coupling is defined as ratio of the current I ₂, induced in the respondent circuit by the potential difference in the influenced circuit U ₁: (3.1)

As follows from this relation, the dimension of electrical coupling is value of conductivity

siemens, S. Since current I ₂ and potential difference U ₁ are complex values, and so electrical

coupling is complex value. Rectangular form К₁₂ equate:

(3.2), where

• real part (magnitude) g - active component of electrical coupling;
• imaginary part k – capacitive component (capacitive coupling);
• w - circular frequency of the signal.

The physical meaning g is partial losses in the cable dielectric.

a10

Магнитная связь определяется отношением наведенной ЭДС (Е ₂) в подверженной влиянию цепи, к току во влияющей цепи I ₁ с обратным знаком:

(3.3)

Как видно из этого соотношения, размерность магнитной связи – Ом. Комплексный вид

магнитной связи:

, где (3.4)

· r – активная часть магнитной связи. Физический смысл r - частичные потери в

цепи за счёт возникновения вихревых токов в проводах;

· m – индуктивная связь.

Magnetic coupling is defined as ratio of the induced EMF (Е ₂) in the respondent circuit by the current in the influenced circuit I ₁ with the opposite sign: (3.3)

As follows from this relation, the dimension of magnetic coupling is Ohm. Thecomplex kind of magnetic coupling is: (3.4), where

· r - active component of the magnetic coupling. The physical meaning r is partial losses in

the circuit on account of the eddy currents appearance in cables.

· m - inductive coupling.

а11

Для описания совместного действия электрической и магнитной связей необходимо перевести их в одинаковые размерности или представить в безразмерном виде. В этом случае вводится комбинация из волновых сопротивлений каждой цепи Z_1B и Z_{2В .} Например, безразмерная форма для К₁₂ и М₁₂ имеет вид:

(3.5)

(3.6)

Здесь комплексные величины Z_1B = и Z_2В =

For description joint action of the electrical and magnetic couplings it is necessary to transform them to the equal dimensions or to represent as dimensionless form. In this case the combination of

wave impedance each circuit Z_1B and Z_2В is introduced. For example, dimensionless form of К₁₂ and М₁₂ is given by: (3.5)

(3.6)

Here the complex value Z_1B = and Z_2В = (3.7)

Дата добавления: 2014-01-07