линии связи. Линии связи - контрольная. Решение 1 Рассчитаем первичные параметры передачи цепи коаксиального кабеля
![]()
|
Задача №1 Рассчитать в заданном диапазоне частот первичные и вторичные параметры передачи коаксиального кабеля. Расчёт указанных параметров выполнить на пяти частотах, равномерно размещенных в заданном диапазоне, начиная с fн по fв. Построить графики частотных зависимости рассчитанных параметров. Исходные данные приведем в таблице 1. Таблица 1 – Исходные данные
Решение: 1 Рассчитаем первичные параметры передачи цепи коаксиального кабеля. Общее сопротивление коаксиальной цепи, рассчитаем по формуле (1): ![]() где f – частота, Гц; rа – внешний радиус внутреннего проводника, мм; rв – внутренний радиус внешнего проводника, мм. На частоте 60 кГц: ![]() На частоте 1700 кГц: ![]() На частоте 2800 кГц: ![]() На частоте 3900 кГц: ![]() На частоте 5000 кГц: ![]() Общую индуктивность коаксиальной цепи рассчитаем по формуле (2): ![]() На частоте 60 кГц: ![]() На частоте 1700 кГц: ![]() На частоте 2800 кГц: ![]() На частоте 3900 кГц: ![]() На частоте 5000 кГц: ![]() Ёмкость кабеля цепи определяется по формуле (3): ![]() где ![]() ![]() Проводимость изоляции кабельной цепи рассчитаем по формуле (4): ![]() где ![]() На частоте 60 кГц: ![]() На частоте 1700 кГц: ![]() На частоте 2800 кГц: ![]() На частоте 3900 кГц: ![]() На частоте 5000 кГц: ![]() 2 Расчёт вторичных параметров передачи цепи коаксиального кабеля. Коэффициент затухания определяется по формуле (5): ![]() На частоте 60 кГц: ![]() Коэффициент фазы определим по формуле (6): ![]() На частоте 60 кГц: ![]() Волновое сопротивление находим по формуле (7): ![]() На частоте 60 кГц: ![]() Скорость распространения электромагнитной энергии по цепям связи определим по формуле (8): ![]() На частоте 60 кГц: ![]() Результаты расчётов первичных и вторичных параметров передачи поместим в таблицу 2. Таблица 2
На рисунке 1, 2, 3, 4 изображены графики частотной зависимости первичных параметров R, L, G, C. На рисунке 5, 6, 7, 8 изображены графики частотной зависимости вторичных параметров ![]() ![]() Рисунок 1 – Частотная зависимость активного сопротивления ![]() Рисунок 2 – Частотная зависимость емкости ![]() Рисунок 3 – Частотная зависимость индуктивности Рисунок 4 - Частотная зависимость проводимости изоляции Задача №2 Рассчитать вторичные параметры взаимного влияния на строительной длине коаксиального кабеля. По результатам расчёта построить графики частотной зависимости. Исходные данные приведены в таблице 1 задачи№1, кроме того, при решении используется ранее рассчитанные значения первичных параметров передачи. Расчёт параметров влияния выполняется на тех же частотах, что и параметров передачи в задачи№1. Решение: Переходное затухание на ближнем конце – Ао, и переходное затухание на дальнем конце – А ![]() ![]() ![]() При расчётах строительную длину кабеля ![]() ![]() Сопротивления связи Z12 внешнего проводника коаксиальной цепи, экранированного двумя стальными лентами, определяется по формуле (11): ![]() где N - коэффициент, рассчитываемый как: ![]() к - коэффициент вихревых токов, для меди, в 1/мм ![]() t - толщина внешнего проводника, для КП среднего размера t=0,3 мм; - удельная проводимость материала внешнего проводника, для меди ![]() Коэффициент вихревых токов на частоте 60 кГц ![]() Коэффициент N на частоте 60 кГц: ![]() Входящие в формулу (11) LZ – продольная и Lв – внутренняя индуктивности третьей цепи рассчитывается по формулам (14, 15): ![]() ![]() где э – относительная магнитная проницаемость экрана, для экрана из стальных лент э = 100. ![]() ![]() ![]() На частоте 60 кГц: ![]() Значение сопротивления третьей цепи Z3 в формулах (9, 10) при наличии поверх экрана изолирующего покрытия рекомендуется рассчитать по формуле (14): ![]() На частоте 60 кГц: ![]() На частоте 60 кГц: ![]() На частоте 60 кГц: ![]() Результаты расчётов поместим в таблицу 3. Таблица 3
Рисунок 9 - Рисунок 10 - Задача №3 Рассчитать параметры оптического кабеля связи. В конструкции кабеля используются ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления. Исходные данные в таблице 4. Таблица 4
Расчету подлежат следующие параметры: ![]() NA – числовая апертура; ![]() N – число волн (мод); fкр, ![]() ![]() ![]() ![]() Решение: Расчет выполним в следующем порядке с использованием рекомендуемых формул: Относительное значение показателей преломления определим по формуле (17): ![]() ![]() Числовую апертуру определим по формуле (18): ![]() ![]() Нормированную частоту найдем по формуле (18): ![]() где а – радиус сердцевины волокна. ![]() Число волн (мод) для одномодового режима работы ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления: N = 1 Критическая частота, Гц, и длина волны, мкм определим по формуле (20) и (21): ![]() где С – скорость света ![]() Рn,m = 2,405 – для одномодового режима работы ОВ. ![]() ![]() ![]() Потери энергии на поглощение, дБ/км, определим по формуле (22): ![]() ![]() Потери на рассеяние, дБ/км, определим по формуле (23): ![]() где Кр – коэффициент рассеяния, принимаемый в расчетах равным 1,5 (для кварца). ![]() Общие потери найдем по формуле(24): ![]() ![]() Результирующее значение дисперсии для одномодовых ОВ определяется значением хроматической дисперсией равной ![]() где ![]() ![]() Значения указанных дисперсий рассчитаем с использованием следующих упрощённых формул (25) и (26): ![]() ![]() где М( ![]() ![]() По графику рисунок 3.1 методического указания определим: М( ![]() ![]() В ( ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Полоса пропускания находится по формуле (27): ![]() ![]() Литература: Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи. – М.: Радио и связь, 1988. Гроднев И.И. Линейные сооружения связи. Учебник для техникумов. – М.: Радио и связь, 1987. Программа, методические указания, контрольное задание по курсу «Линии связи». – СПб, 1993. 28 07 04 г. |