Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Расчет первичных (R, L, C, G) и вторичных (a, b, Zв, uф) параметров передачи выполняется для пяти значений частот.

Для ЦСП скорость передачи в Кбит/сек равняется тактовой частоте fт системы передачи в Кгц. Для выбранной нами ЦСП ИКМ-480´2 скорость передачи равняется 52000 Кбит/сек, следовательно тактовая частота системы передачи равна fт=52 МГц.

Таким образом, параметры передачи необходимо рассчитать на частотах:

0,1 fт=5,2 МГц;

0,25 fт=13 МГц;

0,5 fт=26 МГц;

0,75 fт=39 МГц;

fт=52 МГц.

Расчет первичных параметров передачи коаксиальных пар из меди производится по следующим формулам:

*                активное сопротивление, в Ом/км

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
,                                                        (7.1)

где    D=6,07 мм - внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП;

          d=1,53 мм - диаметр внутреннего проводника.

На частоте 0,1fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом/км.

На частоте 0,25 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом/км.

На частоте 0,5 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом/км.

На частоте 0,75 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом/км.

На частоте fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом/км;

*                индуктивность, в Гн/км

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
                                        (7.2)

На частоте 0,1fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Гн/км.

На частоте 0,25 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Гн/км.

На частоте 0,5 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Гн/км.

На частоте 0,75 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Гн/км.

На частоте fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Гн/км;

*                рабочая емкость, в Ф/км

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
,                                                                           (7.3)

где,    для баллонно-полиэтиленовой изоляции e=1,22.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ф/км;

*                проводимость изоляции, в См/км

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
,                                                                        (7.4)

где, значение tgd возьмем из табл. 5.3 [1] при частоте 10 МГц.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
;

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП

На частоте 0,1 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 См/км.

На частоте 0,25 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 См/км.

На частоте 0,5 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 См/км.

На частоте 0,75 fт


Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 См/км.

На частоте fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 См/км.

Вторичные параметры передачи следует рассчитать по формулам приведенным в табл. 4.6 [1] для высоких частот.

*                Коэффициент затухания, в дБ/км

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
,                                            (7.5)

На частоте 0,1 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 дБ/км.

На частоте 0,25 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 дБ/км.

На частоте 0,5 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 дБ/км.

На частоте 0,75 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 дБ/км.

На частоте fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 дБ/км.

*                Коэффициент фазы, в рад/км

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
,                                                                             (7.6)

На частоте 0,1 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 рад/км.

На частоте 0,25 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 рад/км.

На частоте 0,5 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 рад/км.

На частоте 0,75 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 рад/км.

На частоте fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 рад/км.

*                Волновое сопротивление, в Ом.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
                                                                                (7.7)

На частоте 0,1 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом.

На частоте 0,25 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом.

На частоте 0,5 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом.

На частоте 0,75 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом.

На частоте fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 Ом.

*                Фазовая скорость, в км/с определяется по формуле (4.42) [1].

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
                                                                               (7.8)

На частоте 0,1 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 км/с.

На частоте 0,25 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 км/с.

На частоте 0,5 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 км/с.

На частоте 0,75 fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 км/с.

На частоте fт

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП
 км/с.

Результаты расчетов параметров передачи поместим в таблицу 1.По результатам расчетов построим графики частотной зависимости параметров передачи коаксиальных пар из меди.

На рис. 7.1 показана частотная зависимость активного сопротивления коаксиальной цепи. Из рисунка видно, что с ростом частоты активное сопротивление закономерно возрастает за счет поверхностного эффекта и эффекта близости. Причем наибольшее удельное значение имеет сопротивление внутреннего проводника.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Рис. 7.1. Частотная зависимость активного сопротивления коаксиальной цепи.



Индуктивность коаксиальной цепи с увеличением частоты уменьшается. Это обусловлено уменьшением внутренней индуктивности за счет поверхностного эффекта. Зависимость индуктивности от частоты показана на рис. 7.2.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Рис. 7.2. Частотная зависимость индуктивности коаксиальной цепи.

Емкость коаксиальной цепи от частоты не зависит.

Проводимость изоляции с ростом частоты линейно возрастает. Величина ее зависит в первую очередь от качества диэлектрика, используемого в кабеле и характеризуется величиной угла диэлектрических потерь tgd. Частотная зависимость проводимости изоляции показана на рис. 7.3.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Рис. 7.3. Частотная зависимость проводимости изоляции коаксиальной цепи.

На рис. 7.4 показана частотная зависимость коэффициента затухания. С ростом частоты коэффициент затухания возрастает.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Рис. 7.4. Частотная зависимость коэффициента затухания, a дБ/км.

Коэффициент фазы b с ростом частоты возрастает почти по прямолинейному закону.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Рис. 7.5. Частотная зависимость коэффициента фазы b, рад/км.

Частотная зависимость волнового сопротивления коаксиальной цепи иллюстрируется графиком на рис. 7.6. Модуль волнового сопротивления с увеличением частоты уменьшается.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Рис. 7.6. Частотная зависимость волнового сопротивления Zв.

Скорость распространения электромагнитной энергии по кабельным линиям с ростом частоты существенно возрастает. Скорость распространения электромагнитной энергии по линии при постоянном токе составляет примерно 10000 км/с, а при токах высоких частот имеет величину порядка 250000 км/с, приближаясь к скорости света.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП


Рис. 7.7. Частотная зависимость скорости распространения электромагнитной энергии u.


Содержание раздела