Телемеханика Каналы связи по физическим проводным линиям связи. Основные характеристики
Каналы связи по физическим проводным линиям связи. Основные характеристики

Воздушные линии связи - состоят из металлических проводов, подвешенных с помощью изоляторов и специальной арматуры на столбах. В зависимости от условий, в которых находятся подвешенные провода (гололед, ветер и т.п.), различают воздушные линии связи 4-х типов: обессиленного, нормального, усиленного и особо усиленного. В качестве проводов (линейной проволоки) применяют провода:

Стальной D 5;4;3;2.5;2;1.5 мм;

Медный D 4;3.5;3мм;

Биметаллический сталемедный (покрытие меди 0, 2мм);D 4;3;2;1.6мм.

Биметаллический сталеаллюминиевый D 2.6-6.5мм.

Стальная воздушная линия fmax до 30 Гц.

Медная воздушная линия fmax до 180 Гц.

Недостатки: подверженность внешним помехам, малая надежность, большая утечка при ухудшении атмосферных условий (гроза, дожди, гололед), большие затраты материалов при сооружении и необходимость постоянного профилактического обслуживания. При снижении tº на 80°С. Rакт меняется в 1, 5 раза.

Кабельные линии связи. - кабель состоит из изолированных параллельных проводников, заключенных в общую влагозащитную оболочку и иногда в броневые покровы. Различают подземные, подводные и воздушные кабели, симметричные и коаксиальные

Кабели ВЧ-(Δt=0-10 кГц и выше).

НИ-(Δt= до 10 кГц).

Коаксиальные кабели - высокочастотные, выше 60 Гц

- (Δt= до 10 кГц).

Температурные колебания сопротивления ниже, но имеют большие сопротивления и коэффициент затухания.

Первичные параметры проводных линий связи - активное сопротивление R (Ом/км), индуктивность L (Гн/км), емкость C (ф/км), проводимость изоляции G (1/Ом Хкм)

Активное сопротивление R=R0+Rп.э.+Rбл+Rм

где R0-сопротивление постоянного тока.

Rп.э сопротивление поверхностного эффекта

Rбл - сопротивление эффекта близости

Rм-сопротивление потерь в металле (в соседних кабельных цепях и свинцовой оболочке).

Для кабеля учитывают все 4 - составляющие, для воздушных линий - только первые два, так как Rбл и Rм малы.

R0-зависит от D провода материала t° и способа скрутки жил.

Rп.э - сопротивление переменному току.

Rбл--эффект близости, так же как и поверхностный эффект, тем сильнее, чем больше φ, µ, ƒ. Возникает за счет взаимного влияния рядом расположенных токонесущих проводов, так как магнитное поле каждого из 2-х проводов создает вихревые токи в соседнем проводе. Взаимодействие вихревых токов с основным током приводит к увеличению плотности тока на обращенных друг к другу поверхностях проводов.

Rбл-увеличивается при уменьшении расстояния между проводами.

Rм - возникает из-за того, что вихревые токи, создаваемые внешним магнитным полем цепи, нагревает окружающие металлические части.

L-зависит от расстояния между проводами, D (уменьшается с увеличением D), от материала (у стали L больше, чем у меди) и f.

С зависит от расстояния между проводами (увеличивается с уменьшением расстояния), D и материала диэлектрика между проводами цепи.

LC=µε.где µ и ε - магнитная и диэлектрическая проницаемости.

Для воздушной линии LC=1, для кабеля LC= ε.

Проводимость изоляции (утечка) зависит от типа изоляции, частота тока (возрастает с увеличением ƒ) и климатических условий. Для воздушных цепей на утечку влияют также гололед и иней.

Различают однородные и неоднородные линии.

Вторичные параметры проводных линий - волновое сопротивление ZВ и постоянная передача γ.

Сопротивление, которым можно заменить отрезанную часть бесконечно длинной линии так, что при этом в любых точках оставшейся линии значения тока и напряжения будут прежними, называют волновым или характеристическим сопротивлением.

ZВ=√ (R+jωL)/(G+ jωC)

При частотах больше 10 кгц R и G весьма малы по сравнению с ωL и ωС, поэтому можно считать, , что ZB=√L/C.

Для медных воздушных линий связи Zb=600-900 ом.

Сопротивление, измеренное в начале линии, называется входным сопротивлением

ZB=ubx/jbx

где £/Вх и /Вх - напряжение и ток на входе линии.

Входное сопротивление линии зависит от волнового сопротивления линии, затухания линии и величины нагрузки в конце линии.

Входное сопротивление совпадает с волновым сопротивлением только тогда, когда сопротивление нагрузки ZH=ZB. Только в этом случае будет наилучшая передача электромагнитной энергии, т. е. будет наибольший к. п. д. передачи, так как будет отсутствовать отражение волн.

Постоянная передачи, или коэффициент распространения:

γ=, где коэффициент затухания, коэффициент сдвига фазы.

Затухание в линии:

Затухание измеряют в неперах - это натуральный логарифм отношения .

Затухание измеряют в децибелах - это