линии связи. Линии связи - контрольная. Решение 1 Рассчитаем первичные параметры передачи цепи коаксиального кабеля
 Скачать 375.5 Kb.
|
|
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):  (Ом/км), (1)где f – частота, Гц; rа – внешний радиус внутреннего проводника, мм; rв – внутренний радиус внешнего проводника, мм. На частоте 60 кГц:  (Ом/км)На частоте 1700 кГц:  (Ом/км)На частоте 2800 кГц:  (Ом/км)На частоте 3900 кГц:  (Ом/км)На частоте 5000 кГц:  (Ом/км)Общую индуктивность коаксиальной цепи рассчитаем по формуле (2):  (Гн/км) (2)На частоте 60 кГц:  (Гн/км)На частоте 1700 кГц:  (Гн/км)На частоте 2800 кГц:  (Гн/км)На частоте 3900 кГц:  (Гн/км)На частоте 5000 кГц:  (Гн/км)Ёмкость кабеля цепи определяется по формуле (3):  (Ф/км) (3)где  - эквивалентная диэлектрическая проницаемость (определяется по таблице 1.3 методического указания). (Ф/км)Проводимость изоляции кабельной цепи рассчитаем по формуле (4):  (См/км), (4)где  - эквивалентное значение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции (определяется по таблице 1.3 методического указания).На частоте 60 кГц:  (См/км)На частоте 1700 кГц:  (См/км)На частоте 2800 кГц:  (См/км)На частоте 3900 кГц:  (См/км)На частоте 5000 кГц:  (См/км)2 Расчёт вторичных параметров передачи цепи коаксиального кабеля. Коэффициент затухания определяется по формуле (5):  (дБ/км) (5)На частоте 60 кГц:  дБ/кмКоэффициент фазы определим по формуле (6):  (рад/км) (6)На частоте 60 кГц:  рад/кмВолновое сопротивление находим по формуле (7):  (Ом) (7)На частоте 60 кГц:  ОмСкорость распространения электромагнитной энергии по цепям связи определим по формуле (8):  (км/с) (8)На частоте 60 кГц:  258200 км/сРезультаты 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  , между коаксиальными цепями определяется по формулам (9, 10): , (дБ) (9) , (дБ) (10)При расчётах строительную длину кабеля принять равной 0,5 км, значения Zв и  взять из предыдущей задачи№1.Сопротивления связи Z12 внешнего проводника коаксиальной цепи, экранированного двумя стальными лентами, определяется по формуле (11):  , (11)где N - коэффициент, рассчитываемый как:  , (12)к - коэффициент вихревых токов, для меди, в 1/мм  , (13)t - толщина внешнего проводника, для КП среднего размера t=0,3 мм; - удельная проводимость материала внешнего проводника, для меди  См/мм.Коэффициент вихревых токов на частоте 60 кГц  1/ммКоэффициент N на частоте 60 кГц:  Входящие в формулу (11) LZ – продольная и Lв – внутренняя индуктивности третьей цепи рассчитывается по формулам (14, 15):  (14) , (15)где э – относительная магнитная проницаемость экрана, для экрана из стальных лент э = 100.  мм Гн/км Гн/кмНа частоте 60 кГц:  Ом/кмЗначение сопротивления третьей цепи Z3 в формулах (9, 10) при наличии поверх экрана изолирующего покрытия рекомендуется рассчитать по формуле (14):  (16)На частоте 60 кГц:  Ом/кмНа частоте 60 кГц:  дБНа частоте 60 кГц:  дБРезультаты 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:  - относительное значение показателя преломления;NA – числовая апертура;  – нормированная частота;N – число волн (мод); fкр,  - критическая частота и длина волны; - коэффициент затухания; - дисперсия; - полоса пропускания.Решение: Расчет выполним в следующем порядке с использованием рекомендуемых формул: Относительное значение показателей преломления определим по формуле (17):  (17) Числовую апертуру определим по формуле (18):  (18) Нормированную частоту найдем по формуле (18):  , (19)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):  , (20)где С – скорость света  км/с;Рn,m = 2,405 – для одномодового режима работы ОВ.  (21) Гц мкмПотери энергии на поглощение, дБ/км, определим по формуле (22):  (22) дБ/кмПотери на рассеяние, дБ/км, определим по формуле (23):  , (23)где Кр – коэффициент рассеяния, принимаемый в расчетах равным 1,5 (для кварца).  дБ/кмОбщие потери найдем по формуле(24):  (24) дБ/кмРезультирующее значение дисперсии для одномодовых ОВ определяется значением хроматической дисперсией равной  , где  - материальная дисперсия; - волноводная дисперсия.Значения указанных дисперсий рассчитаем с использованием следующих упрощённых формул (25) и (26):  (25) , (26)где М(  ) и В ( ) – удельные материальная и волноводные дисперсии.По графику рисунок 3.1 методического указания определим: М( ) В ( ) =   пс пс псПолоса пропускания находится по формуле (27):  (27) ГцЛитература: 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. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, рад/км
, км/с
, нм
10-10