Transposition method for balansing

Симметрирование методом скрещивания

а51

Любая линия связи состоит из отдельных участков - строительных длин, равных длине кабеля, намотанного в бухту предприятием-изготовителем кабеля. Соединение предыдущего участка кабеля (например, участка А) с последующим участком (B) происходит в специальных муфтах.

Метод скрещивания заключается в компенсации электромагнитных свя­зей одного участка кабеля (участка А) связями другого участка кабеля (уча­стка B) используя прямое соединение жил этих участков или соединение со скрещиванием. При прямом соедине­нии жил (рис. 3.23) электромагнитные связи обоих участков алгебраически складываются (k^A+k^B), а при скре­щивании — вычитаются k^A—k^B.Если соединяемые участки кабеля А и B имеют связи разных знаков, то их надлежит соединять напрямую. Например, k^A = - 400 пФ, k^B = 500 пФ. Суммарное значение k^A+k^B = - 400 + 500 = 100 пФ. Если у соединяемых участков кабе­лей связи имеют одинаковые знаки, то их следует соединить не напрямую, а со скрещиванием жил одной пары, причём наилучший эффект скрещивания наблюдается при соединении четвёрки кабеля А и кабеля В с равными по абсолютной величине связями.

Any communication line consists of the separate sites - the construction lengths, which equal of the cable length, reeled up on a cable coil by the manufacturer of cables. Connection of the cable previous site (for example, a site A) with the following site (site B) is realized in the special adapter.

The transposition method concludes in the compensation of electromagnetic couplings of the one cable site (site A) by the couplings of the other cable site (site B) used the direct core connection of these sites or connection with crossing (transposition). At the direct core connection (fig. 3.23) electromagnetic couplings of both sites algebraically sum up (k^A+k^B), and at the transposition - are subtracted k^A—k^B. If connected cable sites A and B have couplings with different signs they must be connected directly. For example, k^A = - 400 pF, k^B = 500 pF. The total value k^A+k^B = - 400 + 500 = 100 pF. If connected cable sites the couplings have identical signs they must be connected not directly, and with core transposition of the one pair, besides the best effect of transposition is observed at connection of the cable quad A and cable B with equal absolute value couplings.

а52

Для каждой симметрируемой четверки кабелей А и B существует восемь раз­личных комбинаций скрещивания пар и жил (см. табл. 3.2). Из них четыре первые комбинации - для основных цепей, а последующие — с учетом искусственных (фантомных) цепей. В таблице указано, какое изменение претерпевает знак коэффициента связи k и коэффициента асимметрии e четвёрки со стороны B и даны условные обозначения схем скр\ещивания (опера­торы).

Первый знак оператора (левый) показывает, как при данном операторе соединяются жилы первой пары. Второй знак (средний) – как соединяются жилы второй пары. Третий знак оператора (правый) показывает как соединяются пары четвёрки (искусственные, фантомные цепи).

For the each balanced cables quad A and B there are eight various combinations of the transposition of pairs and cores (look at Table 3.2). From them the four first combinations are for the main circuits and the following - adjusted for phantom circuits. In the table 3.2 is indicated, what changing has the sign of coupling coefficient k and asymmetry coefficient e of the quad from side B and the explanation for transposition charts (operators) are given.

The first operator sign (the left) shows, how at the given operator the cores of the first pair are connected. The second sign (the average) shows as the cores of the second pair are connected. The third operator sign (the right) shows as pairs of quad (artificial, phantom circuits) are connected.

Table 3.2 – Capacitive couplings k and asymmetry coefficients e addition

for quad balance by the transposition

Chart number	Explanation (operator)	Transposition chart   Side A Side B	Sum coefficient value	Type of the transposition circuits
I/II	I/phant.	II/phant.	I/ground	II/ground	Phan./gr.
k 1	k 2	k 3	e 1	e 2	e 3
	· · ·								–
	X · ·								The 1^st
	· Х ·								The 2^nd
	Х X ·								The 1^st and the 2^nd
	· · Х								Phantom
	Х · Х								The 1^st and phantom
	· Х Х								The 2^ndand phantom
	Х Х Х								The 1^st, the 2^nd and phantom

а53

Из таблицы видно, что лишь при первом операторе · · · результи­рующие связи равны сумме связей симметрируемых кабелей А и Б. При всех остальных операторах часть ре­зультирующих связей выражается суммой связей кабелей А и Б, а часть — разностью. Таким образом, применение какого-либо оператора эффективно для одних связей и со­вершенно неприемлемо для других. Если нельзя одновременно умень­шить асимметрию (e_1, e_2, e₃) и связь (k₁, k₂, k₃), то оператор выбирается, исходя из задачи компенсации связей. В случае, когда для различных вариантов возникают противоречивые результаты, предпочтение отдают уменьшению коэффициента k₁. После выбора оператора производится временное соединение жил и осуществляется контрольное измерение результирующих связей и асимметрий.

Если коэффициенты связей и асимметрии больше допусков, используется следующий этап симметрирования – конденсаторное симметрирование.

From the table follows that only at the first operator · · · the resultant couplings are equal to the coupling sum of the balancing cables A and B. At all other operators the part of resultant couplings is expressed by the coupling sum of cables A and, and B, a part is expressed by difference of the couplings. Thus, the application of any operator is efficient for one kind of the couplings and absolutely is unacceptable for others. If it is impossible simultaneously to decrease asymmetry (e_1, e_2, e₃) and couplings (k₁, k₂, k₃), the operator is choose on the basis of the goal of coupling compensation. In the case when for various variants there are conflicting results, the preference give to the decrease of the coefficient k₁. After the choice of the operator the temporary core connections made and control measurement of resultant couplings and asymmetries is carried out.

If coupling and asymmetry coefficients are more then the standards, the following phase of balancing is used, it is capacitory balancing.

3.14. конденсаторное симметрирование

3.14. capacitory balancing

а54

При конденсаторном симметрировании емкостные связи (k₁, k₂, k₃) и асимметрии (e_1, e_2, e₃) выравниваются с помощью симметрирующих конденсаторов. В этом случае измеряют связи и асимметрию кабельной четвёрки и подключают в кабельных муфтах между жилами кабеля, а также между жилами и землёй (экраном кабеля) соответствующие ёмкости. Пример симметрирования емкостных связей кабельной четвёрки по результатам измерений k₁, k₂, k₃ приведен в таблице 3.3.

На рис. 3.23 показано подключение симметрирующих конденсаторов в кабельную четвёрку. Подбор симметрирующих конденсаторов выполняется следующим образом. Из измерений известно значение k ₁ = -30 пФ. Это означает (см. формулу (3.54)), что сумма емкостей (С1₃+С24) меньше (С14 + С23) на 30 пФ. Включив между жилами 1-3 или 2-4 конденсатор емкостью 30 пФ, доведём значение k ₁ до нуля. Однако, если конденсатор подключить лишь к одной паре 1-3 или 2-4, то при этом изменяются величины k ₂ и k₃. Поэтому при симметрировании к обеим парам жил (с меньшей суммарной емкостью) подключается конденсатор, емкость которого равна половине значения симметрирующей связи. Так, в рассматриваемом примере к жилам 1-3 и 2-4 необходимо подключить конденсаторы емкостью 15 пФ. Асимметрия четвёрки не изменится, если емкости симметрирующих конденсаторов уменьшить на одинаковую наименьшую величину (10 пФ, см. табл. 3.3). Такое уменьшение необходимо для того, чтобы не включать лишних емкостей.

Табл. 3.3.

Измерения значений емкостных связей	Емкости симметрирующих конденсаторов, пФ, которые необходимо включить между жилами
1 – 3	1 – 4	2 – 3	2 – 4
k1 = – 30 pF k2 = + 20 pF k3 = + 30 pF Суммарное значение Вычитаемая наименьшая величина емкости Величина емкости включаемых конденсаторов	- -	- -	- -

5 pF 30 pF 5 pF

Рис. 3.23. Подключение симметрирующих конденсаторов в кабельную четвёрку.

Fig. 3.23 – Connection of the balancing condensers to the cable quad

At the capacitory balancing the capacitive couplings (k₁, k₂, k₃) and asymmetries (e₁, e₂, e₃) are equalized by the balancing condensers. In this case couplings and asymmetry of the cable quad are measured and corresponding capacities connect in the adapters between cable cores, and also between cores and the cable shield (ground ). The example of the capacitive couplings balancing for the cable quad by the results of measurements k₁, k₂, k₃ is shown in the Table 3.3.

On the Fig. 3.23 is shown the connection of the balancing condensers to the cable quad. The selection of balancing condensers is performed as following. From measurements value k ₁ is known and equals -30 pF. It means (look at formula (3.54)) that the sum of capacitances (С1₃+С24) is less than sum (С14 + С23) on 30 pF. The insertion of a 30 pF capacitor between cores 1-3 or cores 2-4 will equalize k ₁ to zero. But, if the capacitor is connected only to one pair 1-3 or 2-4 then values of k ₂ and k₃ are changed. So, in the time of the balancing process the capacitor is connected to the both pairs of cores (with the least total capacitance) and its capacitance must be equals half of the balanced coupling. Hence, in considered example it is necessary to insert 15 pF capacitors to the cores 1-3 and 2-4. The asymmetry of the quad is not changed if the both capacities decrease on the equal minimal value. Such decrease of capacitances is necessary be not to connect the unnecessary capacities.

Table 3.3

Measurements of the capacitive couplings values	The capacity of balancing condensers, whish necessary to attach between cores, pF
1 – 3	1 – 4	2 – 3	2 – 4
k1 = – 30 pF k2 = + 20 pF k3 = + 30 pF Total value The subtracted least of the capacity quantity The capacity quantity of attach condensers	- -	- -	- -

3.15. КОНЦЕНТРИРОВАННОЕ СИММЕТРИРОВАНИЕ

3.15. concentrated balancing

а55

В основе рассматриваемого метода лежит компенсация токов помех токами влияния противоположной фазы. Эти токи влияния создаются компенсирующими контурами, которые включаются между цепями и генерируют ток компенсации I_c, равный по величине и обратный по знаку току влияний I, действующий между цепями. Для этого вектор компенсации F_c должен иметь по сравнению с вектором естественной связи F сдвиг на 180⁰. Так, если F = , то F_k = .

Наибольшее распро­странение в практике симметрирова­ния высокочастотных кабелей получи­ли контуры противосвязи, представляющие собой последовательное соединение из высоко­омных резисторов R и конденсаторов С. Метод концентрированного симметрирования наиболее экономичен, так как симмет­рирование производится лишь в не­скольких точках усилительного участ­ка.

At the heart of a considered method lies the compensation of the noise currents by influence currents with the antiphase. These influence currents are create by compensating contours which are included between circuits and generate the compensating currents I_c , equal in magnitude but opposite in sign of the influence current I, operating between circuits. For this purpose the compensating vector F_c must to have phase shift on the 180⁰ by comparison with the vector of natural coupling F. So, if F = , that F_k = .

The greatest advance in balancing practice of the high-frequency cables was received by the counter-coupling circuit representing of the tandem connection from high-ohmic resistances R and condensers С. The method of the concentrated balancing is most economic, as balancing is made only in several points of the repeater section.

Дата добавления: 2014-01-07