21. Параметры передачи цепей электрических кабелей связи, их зависимость от частоты.

Нормы основных параметров линейных цепей. Параметры: первичные (определяющие), вторичные (производные). К первичным параметрам относятся: R(Ом/км), L(Гн/км), C(Ф/км), G(см/км). Вторичные: -коэф затухания (дБ/км), -коэф фазы (рад/км), z-волн сопротивление цепи (Ом), -скор распространения волны (км/с). Различают R по постоянному (а) и переменному (б) току. А)б)Rпер = Rпэ+Rэб+Rм, ПЭ – поверхностный эффект, ЭБ – эффект близости, М – потери в металле. рис

Чем  f то Rпэ, Rэб, Rм ,  R с  f увеличивается. Рис

L = Lмн + Lвн С от f не зависит. G зависит от Rиз, которое при  f . Значит G с  f , но резко. Рис рис

рис

Фазо-частотные искажения зависят от того, что  распространения разная.  с  f возрастает. Для  фазо-частотных искажений применяется фазовые корректоры, в которых  распространения для разных f разная. Параметры цепей нормируются: 1 нормируется Rшл постоянному току (1 км) Rшл.2 Rиз 5000 МОм*км (для городских кабелей) для междугородних 10000.3 асимметрия Rа0,01Rшл (но не более 10 Ом) Rа.4 затухание (для участка цепи) Рм=1 мВт, Рт= 1мкВт, рис

АЛ: А4,5 дБ, Ршл1000, Сраб0,5 мкФ, СЛ: А17,5 дБ, Ршл3000 Ом, Сраб1,6 мкФ.

От С возникают искажения, поэтому нормируют Сраб. На междугородних станциях нормируется только А. рис

Однородная линия - в которой волновое сопротивление z в каждой точке цепи одинаковое. Неоднородности: внутренние (внутри строительных длин), стыковые (на стыках). Коаксиальные кабели группируют по z. Нормирование производится по попутному потоку (амплитуда которого не должна превышать 0,01 основного потока). Разница z в любой точке цепи не должна превышать 0,2% от средней величины z (коакс – 75Ом). На неоднородностях сигналы отражаются, образуется попутный отражённый поток. Рис

Попутный поток ухудшает качество ТВ – двойное изображение, ТЛФ - эхо. В коаксиальном кабеле потери меньше, чем в симметричном. Закон Био-Совара: . В воздушных линиях учитывается только поверхностный эффект.Рис

Т.о. магнитное поле существует только внутри коаксиальной пары. Потерь в металле (Rм) нет. В симметричных парах имеются все потери Rпэ ,Rэб,Rм. Наилучшими параметрами обладают воздушные линии, затем коаксиальные, самые плохие – цепи симметричных кабелей.

Измерение параметров. Для измерения параметров используются мосты постоянного тока. рис. С рабочая измеряется фарадометром. Рис. Электрическая прочность изоляции. T испытания=2 мин. Рис. . Для того чтобы определить соответствуют ли параметры норме, производится обработка результатов измерения (приt=20).

МКС: t=5 Rшл=90 Ом l=3 км, ,(не в норме),(для бумажной изоляции)=0,06, rиз=Rиз*км=Ом*км

Также параметры измеряется импульсными приборами, но точность ниже.

22. Параметры передачи оптических кабелей. Затухание и дисперсия волоконных световодов.

Основными параметрами передачи волоконных световодов являются: затухание, дисперсия. Затухание А волновых световодов с  f передаваемых сигналов . Затухание состоит из: А на поглощение, А на рассеивание. А на поглощение зависит от прозрачности материала и наличие примесей. А на рассеивание возникает из-за неоднородности материала, наличия микротрещин и неоднородности на стыках, в результате чего происходит рассеивание, при этом появляются вытекающие волны – это приводит к взаимному влиянию м/у волокнами. затухание волноводных световодов изменяется в зависимости от f и  волнообразно. Такой характер изменения определяется резонансными процессами и причиной этому является наличие примесей в материале. Атомы примесей имеют собственную f колебаний и если f светового сигнала совпадает с собственной f колебаний атомов примесей, возникает резонанс и А . А т.к. в атоме содержится несколько примесей то существует несколько резонансов. рис

В обычных кварцевых волокнах существует 3 участка длины волны, на которых А-min. Эти участки соответствуют =0,85; 1,3; 1,55 мкм и называются окнами прозрачности.

Дисперсия – разложение света на отдельные лучи с различной длиной пробега приводят к уширению передаваемого импульса и искажению сигналов на приёме. Рис

Дисперсия ограничивает  пер, чем <  тем расстояние между импульсами >. Дисперсия  длину регенерационного участка. Причины возникновения дисперсии. Наибольшую дисперсию имеют многомодовые ступенчатые волокна (в разных типах волокон дисперсия проявляется по-разному). Рис

 мод одинаковая, а пути разные: мода падающая под большим углом проходит меньший путь. Чем > длина, тем > разница путей. Виды дисперсии: межмодовая (основная); хроматическая, которая в свою очередь состоит из дисперсии материала и волновой дисперсии.

Градиентное волокно. Рис. Волна, которая распространяется ближе к центру, проходит более короткий путь. Но волны распространяются в различных материалах. Волна, проходящая более короткий путь, имеет > скорость. Разница во времени < поэтому дисперсия <.

Одномодовые. Рис

Межмодовая дисперсия отсутствует, учитывается только хроматическая. Недостатки: 1 трудно вводить световой сигнал; 2 дорогие;