33.Симметрирование кабельных цепей исходные положения (с книги).

Вследствие неравномерности наложения изоляции на жилы, неточности подбора шагов скрутки и по другим причинам, зависящим от неоднородно­сти материалов и случайных деформа­ций, в симметричных кабелях между цепями возникают электрическое и магнитное взаимодействие.

Для уменьшения взаимного влияния производится" симметрирование цепей в процессе монтажа кабеля. Задача симметрирования состоит в том, чтобы с помощью противосвязей устранить связи, обусловленные несовершенст­вом способа изготовления кабеля. Трудность симметрирования заключа­ется в том, что связи между цепями носят распределенный и случайный характер, тогда как их компенсация путем создания противосвязей может быть практически произведена только в ограниченном числе мест.

Следует отметить, что взаимные влияния между цепями увеличивают­ся с ростом частоты, поэтому мето­ды симметрирования низкочастотных (НЧ) и высокочастотных (ВЧ) кабе­лей различны. В низкочастотном диа­пазоне доминируют емкостные (элек­трические) связи, а в области высоких частот — комплексные электромагнит­ные связи. Исходя из этого, в НЧ ка­белях достаточно проводить симметри­рование емкостных связей, в ВЧ кабе­лях необходимо симметрировать все составляющие (активные и реактив­ные) электрических и магнитных свя­зей. Для симметрирования НЧ кабе­лей применяются метод скрещивания жил и конденсаторный метод. Сим­метрирование ВЧ кабелей производит­ся путем скрещивания жил и концен­трированного симметрирования.

Различают влияние между цепями внутри четверок и между цепями раз­ных четверок. Наибольшее влияние проявляется между цепями внутри четверок.

Учитывая, что между электриче­скими (емкостными) и магнитными (индуктивными) связями имеется пол­ное соответствие, достаточно опериро­вать лишь с одной связью. Проще из­мерять емкостную связь (между проводами) и емкостную ассиметрию (между проводниками и оболочкой).

Связи

k₁=(c₁₃+c₂₄) – (c₁₄+c₂₃) — между основными цепями в четвер­ке;

k₂=(c₁₃+c₁₄) – (c₂₃+c₂₄) — между первой основной цепью и фантомной;

k₃=(c₁₃+c₂₃) – (c₁₄+c₂₄) — между второй основной цепью и фантомной.

Асимметрии

e₁=(c₁₀-c₂₀) — между первой парой и оболочкой;

e₂=(c₃₀-c₄₀) — между второй парой и оболочкой;

e₃=(c₁₀+c₂₀)-(c₃₀+c₄₀) — между фантомной цепью и оболоч­кой. Емкостные связи между четверками

k₉,k_10, k_11, k₁₂

Взаимные влияния между коакси­альными парами, определяемые кон­струкцией внешних проводников и экранов, уменьшаются с ростом ча­стоты, поэтому никакие мероприятия по уменьшению взаимных влияний в коаксиальных кабелях при их про­кладке и монтаже не применяются.

Уменьшение взаимного влияния между симметричными цепями дости­гается: методом скрещивания проводников;

симметрированием с помощью кон­денсаторов;

путем концентрированного симмет­рирования с помощью контуров про-тивосвязи;

симметрированием между трактами передачи на участке ОУП—ОУП при помощи компенсирующих устройств.

34.Симметрирование кабельных цепей методом скрещивания (с книги).

Метод скрещивания заключается в компенсации электромагнитных свя­зей одного участка кабеля (участка А) связями другого участка кабеля (уча­стка Б) путем прямого соединения жил этих участков или соединения со скрещиванием. При прямом соедине­нии жил (рис. 5.47) электромагнитные связи обоих участков алгебраически складываются (k^A+k^Б), а при скре­щивании— вычитаются k^A—k^Б. Если соединяемые участки кабеля. А и Б имеют связи разных знаков, то их надлежит соединять напрямое. Так, k^A = - 400 пФ, k^Б = 500 пФ. Суммарное значение k^А+^Б = —400+500=100 пФ.

Если у соединяемых участков кабе­лей связи имеют одинаковые знаки, то их следует соединить не напрямое, а со скрещиванием жил одной пары, причем наилучший эффект скрещива-

Рис. 5.47. Электромагнитные связи: а) при прямом соединении проводников: б) при скре­щивании

ния наблюдается при соединении чет­верки кабеля А и кабеля Б с равны­ми по абсолютной величине связями. В этом случае равные по величине и обратные по знаку связи полностью компенсируются. Например, k^A= = 400 пФ, k^Б = 400 пФ. Суммарная связь при скрещивании k^A+B = k^A— k^Б =0.

Можно осуществить восемь раз­личных комбинаций скрещивания при соединении каждой четверки кабелей А и Б: четыре первые комбинации для основных цепей, а последующие — с учетом искусственных цепей. Операторы (условные обозначения) симметрирования для метода скрещивания и соответствующие им схемы приведены в табл. 5.4. Из таблицы видно, что лишь при первом операторе результи­рующие связи равны сумме связей симметрируемых кабелей А и Б. При всех остальных операторах часть ре­зультирующих связей выражается суммой связей кабелей А и Б, а часть — разностью. Таким образом, применение какого-либо оператора эффективно для одних связей и со­вершенно неприемлемо для других.

Если нельзя одновременно уменьшить асимметрию (е₁, е₂, е₃) и связь (k₁, k₂, k₃), то оператор выбирается, исходя из задачи компенсации связей. В качестве примера выбираем опера­тор симметрирования кабеля методом скрещивания без искусственных це­пей, что значительно упрощает задачу, так как дает возможность оперировать лишь параметрами k₁, e₁, е₂ и первыми четырьмя схемами скрещивания. Располагая приведенными в табл. 5.4 результатами измерений k₁, e₁, е₂ симметрирующих кабелей А и Б, производят выбор оператора следую­щим образом. Подсчитываются результирующие связи (k₁, e₁, е₂) при всех операторах и заносятся без указания знака в табл. 5.5.

Результирующие связи определяются с помощью таблицы операторов, в которой указано, следует ли связи и асимметрии складывать или вычитать. В результате выбирается оператор, при котором максимальное значение остаточной связи имеет меньшее значение. В данном случае скрещиваем цепи по оператору XX. Скрещивание жил в парах зависит от знаков ком­пенсируемых связей. После выбора оператора производится временное соединение жил и осуществляется контрольное измерение результирующих связей и асимметрий.

Вышеуказанные примеры относились к симметрированию емкостного (электрического) влияния. Однако скрещивание снижает в равной сте­пени как электрические, так и магнитные влияния.