Лабораторная работа: Расчет первичных и вторичных параметров кабелей связи
Кафедра КТЭИ
Оптические и электрические кабели связи
Расчётная работа
"Расчет первичных и вторичных параметров кабелей связи"
Специальность – электроизоляционная, конденсаторная и кабельная техника
2009
Задание
1. Рассчитать первичные и вторичные параметры симметричного кабеля звездной скрутки с конструктивными размерами, указанными в табл. 1 (материал ТПЖ – медь).
Таблица 1 Конструктивные размеры симметричного кабеля звездной скрутки
|
№ вар |
Диаметр ТПЖ, мм | Число четв. в кабеле | Материал и конструкция изоляции | Изоляция, мм | Шаг скрутки, мм | Материал оболочки | Система уплотнения | |
| Толщина корделя | Толщина слоя | |||||||
| 22 | 1,2 | 7 | ПЭ-пористый | - | 0,6 | 200 | Al | К‑60 |
2. Рассчитать первичные и вторичные параметры коаксиальных кабелей. Исходные данные приведены в табл. 2.
Таблица 2 Конструктивные размеры коаксиальных кабелей
|
№ вар |
d/D, мм |
Система уплотн. (диапазон частот, ГГц) | Материал жил | Материал изоляции | Конструкция ТПЖ | ||
| Внутренней | Внешней | Внутренней | Внешней | ||||
| 22 | 0,74/7,3 | 0,01–10 | Медь (*) | Медь(*) | Ф‑4 сплошная | 1*0,74 | оплетка |
1. Расчёт первичных и вторичных параметров симметричного кабеля звездной скрутки
Решение:
1. Диаметр изолированной жилы
мм.
2. Диаметр звездной четверки
мм.
3. Расстояние между центрами жил
мм.
4. Сопротивление жилы постоянному току
Ом/м;
Коэффициент укрутки
5. Коэффициент вихревых токов
Рабочий диапазон частот составляет 12–108 кГц. Для получения зависимости параметров от частоты выберем в этом диапазоне 6 точек: 12, 30, 50, 70, 90 и 108 кГц. Подробная запись при определении первичных и вторичных параметров проводятся для частоты 12 кГц.
рад/c.
1/м
6.
Определение
параметров 
, 
, 
, 
:
Таблица 1.3
| f | 12 | 30 | 50 | 70 | 90 | 108 |
| x | 1,405822571 | 2,222801 | 2,869623306 | 3,395384085 | 3,85000367 | 4,217467713 |
| F(x) | 0,02 | 0,111 | 0,286 | 0,456 | 0,64 | 0,752 |
| G(x) | 0,054 | 0,221 | 0,384 | 0,481 | 0,567 | 0,618 |
| H(x) | 0,08 | 0,205 | 0,333 | 0,4 | 0,45 | 0,474 |
| Q(x) | 0,99 | 0,945 | 0,86 | 0,782 | 0,702 | 0,657 |
Параметры , , выбираются по величине x приложения 1
7. Активное сопротивление
Ом/м
Так как кабель семичетверочный, то следует уточнить значения RM:
где RM1 – дополнительное сопротивление, обусловленное жилами соседних четверок;
RM2 – то же, обусловленное наличием металлической оболочки.
Для центральной четверки
Ом/м
Для четверок в повиве
Ом/м
Поскольку RМП большеRМЦ, то
Ом/км
Полное активное сопротивление симметричной пары на частоте 12 кГц определится
Ом/м
8. Индуктивность симметричной цепи
Для меди m=1
;
Ёмкость
Коэффициент n для кабеля скрученного из звездных четверок, расположенных в металлической оболочке равен 0,75.
Ф/м;
9. Проводимость изоляции
1/(Ом×м)
10. Волновое сопротивление
Ом
11. Коэффициент затухания
Нп/м
дБ/м
12. Коэффициент фазы
рад/м
13. Скорость распространения
м/с;
Максимальная дальность
м;
Таблица 3. Зависимость параметров симметричных кабелей от частоты
| F, кГц | 12 | 30 | 50 | 70 | 90 | 108 |
| R, Ом | 0,037086699 | 0,045010658 | 0,055456 | 0,064122 | 0,072901 | 0,078366 |
| L, Гн/м | 7,72349E‑07 | 7,67474E‑07 | 7,58E‑07 | 7,5E‑07 | 7,41E‑07 | 7,36E‑07 |
| G, 1/(Ом/м) | 8,20637E‑10 | 2,7134E‑09 | 5,63E‑09 | 9,42E‑09 | 1,41E‑08 | 1,93E‑08 |
| Zв, Ом | 161,4652542 | 151,7064458 | 150,1815 | 149,5849 | 149,3032 | 149,1028 |
| Alpha, Дб | 1,37641E‑05 | 1,72771E‑05 | 2,14E‑05 | 2,48E‑05 | 2,83E‑05 | 3,05E‑05 |
| Beta, рад/м | 0,000410334 | 0,000992695 | 0,001646 | 0,0023 | 0,002954 | 0,003542 |
| V, м/с | 183655300 | 189786410,1 | 1,91E+08 | 1,91E+08 | 1,91E+08 | 1,91E+08 |
Зависимости параметров симметричных кабелей от частоты
Рис. 1. Зависимость активного сопротивления от частоты
Рис. 2. Зависимость индуктивности от частоты
Рис. 3. Зависимость проводимости от частоты
Рис. 4. Зависимость волнового сопротивления от частоты
Рис. 5. Зависимость коэффициента затухания от частоты
Рис. 6. Зависимость коэффициента фазы от частоты
Рис. 7. Зависимость скорости распространения от частоты
2. Расчёт первичных и вторичных параметров коаксиального кабеля
Решение:
1. Коэффициент вихревых токов.
В указанном диапазоне выбираем 7 точек: f = 100, 300, 500, 700, 900, 1100, 1300, МГц. Подробная запись при определении первичных и вторичных параметров проводится для частоты 10 МГц.
рад/c
kd, kD – коэффициенты вихревых токов внутреннего и внешнего проводников, соответственно, 1/м;
1/м.
2. Активное сопротивление
Ом/м
3. Индуктивность
Гн/м
Гн/м
4. Емкость
Ф/м;
5. Проводимость
1/(Ом×м);
6. Волновое сопротивление
Ом
7. Коэффициент затухания
; 
дБ/м
8. Коэффициент фазы
рад/м;
9. Скорость распространения
м/с;
Таблица 4. Зависимость параметров коаксиальных кабелей от частоты
| F, Гц | 10 | 30 | 100 | 300 | 1000 | 3000 | 10000 |
| R, Ом | 0,41810907 | 0,72418615 | 1,322177 | 2,290078 | 4,181091 | 7,241862 | 13,22177 |
| L, Гн/м | 4,6868E‑07 | 4,6408E‑07 | 4,61E‑07 | 4,6E‑07 | 4,59E‑07 | 4,58E‑07 | 4,58E‑07 |
| G, 1/(Ом/м) | 1,2194E‑06 | 3,841E‑06 | 1,52E‑05 | 5,49E‑05 | 0,000244 | 0,001097 | 0,005792 |
| Zв, Ом | 98,2611825 | 97,7776212 | 97,47767 | 97,32378 | 97,22858 | 97,17982 | 97,14968 |
| Alpha, Дб/м | 0,00025156 | 0,00044747 | 0,000865 | 0,00166 | 0,003836 | 0,010417 | 0,04018 |
| Beta, рад/м | 0,29954166 | 0,89420267 | 2,971532 | 8,900522 | 29,63939 | 88,87356 | 296,1533 |
| V, м/с | 209653644 | 210690491 | 2,11E+08 | 2,12E+08 | 2,12E+08 | 2,12E+08 | 2,12E+08 |
Зависимости параметров коаксиальных кабелей от частоты
Рис. 8. Зависимость активного сопротивления от частоты
Рис. 9. Зависимость индуктивности от частоты
Рис. 10. Зависимость проводимости от частоты
Рис. 11. Зависимость волнового сопротивления от частоты
Рис. 12. Зависимость коэффициента затухания от частоты
Рис. 13. Зависимость коэффициента фазы от частоты
Рис. 14. Зависимость скорости распространения от частоты
| Проектирование кабельной линии | |
|
ВЫБОР ТРАССЫ МАГИСТРАЛИ Выбор трассы магистрали определяется расположением пунктов, между которыми должна быть обеспечена связь. При выборе трассы ... В области высоких частот, для которых используется коаксиальный кабель, первичные параметры могут быть определены по формулам. Вторичные параметры рассчитываются исходя из первичных по формулам. |
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи Тип: реферат |
| Методы позиционирования и сжатия звука | |
|
Современные звуковые карты. Аннотация В данной курсовой работе изучаются различные аспекты применения звуковых карт. Рассматриваются способы получения ... В большинстве современных цифровых звуковых систем используются стандартные частоты дискретизации 44.1 и 48 кГц, однако частотный диапазон сигнала обычно ограничивается возле 20 ... С электрической стороны S/PDIF предусматривает соединение коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом и разъемами типа RCA ("тюльпан"), амплитуда сигнала - 0.5 В. AES/EBU ... |
Раздел: Рефераты по информатике, программированию Тип: дипломная работа |
| Локальная сеть Ethernet в жилом микрорайоне | |
|
Министерство путей сообщения Российской Федерации Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС) Кафедра "Автоматика и системы управления ... Для технологии Fast Ethernet разработаны различные варианты физического уровня, отличающиеся не только типом кабеля и электрическими параметрами импульсов, как это сделано в ... В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического ... |
Раздел: Рефераты по информатике, программированию Тип: реферат |
| Курс лекции по компьютерным сетям | |
|
Министерство транспорта России Дальневосточная государственная морская академия имени адмирала Г.И. Невельского Н. Н. Жеретинцева Курс лекции по ... Примером протокола физического уровня может служить спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару ... ... обеспечивают связь не одной паре абонентов (или компьютеров), а сотням или тысячам: по одной коаксиальной паре в междугородном кабеле может быть образовано до 10800 каналов ... |
Раздел: Рефераты по информатике, программированию Тип: реферат |
| Тональная телеграфия | |
|
РАЗДЕЛ I ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕЛЕГРАФИИ Исключительно важное значение для обеспечения управления войсками, как в прошлом, так и в современных ... В связи с этим, для обеспечения передачи дискретных сигналов по каналу ТЧ необходимо преобразовать посылки постоянного тока в тональные с частотами лежащими в полосе (0,3 - 3,4 ... ЧМ сигналы ТТ с выхода тракта приема аппаратуры ВЧ телефонирования вместе с телефонными сигналами по соединительному кабелю через гнезда ПРИЕМ поступают на вилку фильтров ТГФ.ПР1 с ... |
Раздел: Рефераты для военной кафедры Тип: реферат |