Розрахунок параметрів лінії передачі
Структура кабельної лінії та її характеристика. Характеристика елементів конструкції кабелю, його ескіз. Розрахунок параметрів передачі кабелю: активний опір, індуктивність, ємність, провідність ізоляції. Розрахунок вторинних параметрів ланцюгів кабелю.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 05.02.2015 |
Размер файла | 376,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Вступ
Метою проведення курсової роботи є закріплення, поглиблення та узагальнення знань, здобутих студентами під час вивчення змістових модулів «Конструкції та параметри ліній передачі. Теорія передачі електромагнітних хвиль по направляючим системам», «Взаємні електромагнітні впливи між ланцюгами ліній передачі. Методи захисту», їх застосування до комплексного розв'язання задачі розрахунку одного з основних елементів систем передачі - лінійного тракту.
Враховуючі те, що за практичною спрямованістю курсова робота носить академічний (навчальний) характер, вона містить низку допущень та умовностей. Робота передбачає розв'язання студентом навчальних завдань, рішення яких потребує від нього певних знань та професійних умінь згідно з ОКХ фахівця даного освітньо-кваліфікаційного рівня.
Курсова робота спирається на використання сучасних методів проектування, що застосовуються відповідними спеціалізованими установами, та максимально наближений до питань реального проектування систем передачі. Зміст роботи має чітку алгоритмізовану структуру, що дозволяє зменшити часові витрати на проміжні розрахунки та приділити більше уваги творчим питанням проектування.
кабельний лінія індуктивність ізоляція
1. Виконання питань курсової роботи
1.1 Структура кабельної лінії та її характеристика
Згідно із моїм варіантом завдання необхідно розрахувати структуру коаксіальної лінії зв'язку визначеної довжини. Для ущільнення лінії зв'язку використовуватиму систему передачі (СП) К-1920. К-1920 є аналоговою СП з частотним розподілом каналів (ЧРК). Основні параметри системи передачі
К-1920 наведені в табл. 1.1.
Таблиця 1.1. Основні параметри системи передачі К-1920 .
Система передачі |
Число каналів ТЧ |
Тип кабелю |
Лінійний спе0,,,,,,,,,ктр, кГц |
Довжина підсилюючої ділянки, км |
Відстань між ОПП, км |
Дальність зв'язку, км |
|
К-1920 |
1920 |
КМ-4, КМ-8/6 |
312…8544 |
6 |
240 |
12500 |
СП К-1920 отримала найбільше застосування серед аналогових СП по коаксіальним кабелям. Поряд з нею, також посідає значне місце АСП по коаксіальним кабелям СП К-3600. СП К-1920 є системою ущільнення симетричних ланцюгів кабельних ліній зв'язку. Для цього використовується система зв'язку на основі кабеля типу КМ-4 і КМ-8/6. Для передачі сигналів від станції А до станції Б використовується діапазон 312…8544 кГц. Розміщення підсилюючих пунктів на лінії зв'язку необхідно починати з визначення місць кінцевих пунктів (КП) і підсилюючих пунктів, що обслуговуються (ОПП). Місця розміщення ОПП повинні мати гарантоване електроживлення та необхідні умови для персоналу. Відстань між ОПП не повинна перевищувати допустимі значення для використаної СП К-1920 . Під час розміщення ОПП потрібно враховувати умову: чим менше ОПП на лінії зв'язку, тим вона рентабельніша. Відстань між ОПП повинна бути найбільш близькою до номінального значення даної СП. Кількість ОПП на лінії визначається за формулою:
(1.1),
де LАБ=500км - відстань між кінцевими пунктами [км], LОПП-ОПП=240км - відстань між ОПП, для СП К-1920[км].
Приймаю , оскільки одного ОПП не вистачить на задану лінію зв'язку.
Кількість підсилюючих пунктів, що не обслуговуються (НПП), визначається для кожної ділянки КП-ОПП, ОПП-ОПП за виразом:
(1.2)
де LКП - ОПП=240км - відстань між КП і ОПП або між ОПП-ОПП [км], LДП=6км - відстань між НПП СП К-1920[км].
Кількість підсилюючих пунктів, що не обслуговуються (НПП) буде
Розробляю схему розміщення підсилюючих пунктів (ОПП та НПП) на лінії зв'язку, яка показана на рис. 1.1.
Рисунок 1.1. Схема розміщення ОПП і НПП.
1.2 Характеристика елементів конструкції кабелю, його ескіз
Коаксіальний ланцюг представляє собою 2 циліндра з суміщеною віссю. При цьому, один циліндр - суцільний провідник, концентрично розміщений в середині іншого циліндра - пологого. На рис. 1.2. наведений ескіз коаксіального кабелю. Коаксіальні магістральні кабелі маркіруються КМГ, КМБ, КМК (в свинцевій оболонці), КМА, КМАБ, КМАК (в алюмінієвій оболонці). Комбіновані коаксіальні магістральні кабелі мають, крім того дробовий індекс, який показує число великих пар 2,6/9,5 мм (чисельник) і малих пар 1,2/4,6 мм (знаменник) - КМБ-8/6, КМБ-6/4 і інші. Некомбіновані коаксіальні кабелі мають марку МКТС: МКТСБ (в свинцевій оболонці), МКТАШп (в алюмінієвій оболонці і поліетиленовому шлангу).
а) б)
Рисунок 1.2. Ескіз коаксіального кабелю.
Обираю кабель типу КМ-4. Цей кабель цілком задовольняє умови моєї СП К-1920. Магістральний коаксіальний кабель КМ-4 типа 2,6/9,5 містить 4 коаксіальні пари і 5 зіркових четвірок. Кожна коаксіальна пара складається з внутрішнього мідного провідника діаметром 2,6мм і зовнішнього провідника у вигляді мідної трубки діаметром 9,5мм. Коаксіальна пара має ізоляцію із поліетиленових шайб товщиною 2,2мм з відстанню між ними 25мм. Зверху зовнішнього провідника розміщений додатковий екран у вигляді двох м'яких стрічок товщиною 0,15…0,2мм, який покривається одним-двома шарами кабельного паперу. Кабель типу 2,6/9,5 використовується в основному по одно кабельній системі. По кабелю КМ-4 можна організувати систему К-1920 з відстанню між підсилювачами 6км при передачі в діапазоні до 8,5МГц. Підсилювальні пункти отримують електроживлення дистанційно від обслуговуючих пунктів, розміщених через 120…240км на кабельній магістралі. Апаратура дає підсилення до 48,4дБ. Максимальна дальність зв'язку 12500км. Основні електричні характеристики коаксіальної пари 2,6/9,5: номінальний хвильовий опір ; внутрішня неоднорідність (коефіцієнт відбиття) ; перехідне загасання при частоті 300кГц; коефіцієнт загасання на частоті 1МГц ; випробувальна напруга постійного струму. Характеристики обраного кабелю КМ-4 наведені в табл. 1.2.
Таблиця 1.2 Характеристики коаксіального кабелю КМ-4.
Марка кабелю |
Матеріал оболонки |
Число коаксіальних пар |
Тип захисного покриття |
||
2,6/9,5 |
1,2/4,6 |
||||
КМ-4 |
свинець |
4 |
Г, Б , БГ, Бл, БШп, К |
1.3 Розрахунок параметрів передачі кабелю
В курсовій роботі розраховую первинні та вторинні параметри передачі коаксіального кабелю. До первинних параметрів кабелю відносяться: активний опір (R), індуктивність (L), ємність (C), провідність ізоляції (G). До вторинних параметрів відносяться: коефіцієнт загасання (), коефіцієнт фази (), хвильовий опір (ZХВ), швидкість розповсюдження електромагнітної енергії ().
1.3.1 Активний опір
При розрахунку активного опору провідників коаксіальної пари потрібно враховувати, що коаксіальний кабель працює в області високих частот. Опір коаксіальної пари складається із опорів внутрішнього (RA) і зовнішнього провідників (RБ). Внутрішні та зовнішні провідники можуть виготовлятись з міді або алюмінію. Загальний опір коаксіального кабелю для високочастотної області від 60…100 кГц і вище розраховується за наступними формулами. Для коаксіального кабелю із мідних провідників (саме такий кабель використовується у моїй СП К-1920):
, (1.3)
де f=854000Гц - частота на якій розраховується опір (верхня частота лінійного спектра системи передачі, яка працює по кабелю) [Гц]; rА=2,6мм - радіус внутрішнього провідника [мм], rБ=9,5мм - внутрішній радіус зовнішнього провідника [мм].
.
1.3.2 Індуктивність
Індуктивність коаксіальної пари складається з внутрішньої індуктивності проводів (LА, LБ) і зовнішньої міжпровідникової індуктивності (LЗОВ) і визначається по наступним формулам. Для коаксіального кабелю із мідних провідників:
, (1.4)
де f=854000Гц - частота на якій розраховується опір (верхня частота лінійного спектра системи передачі, яка працює по кабелю) [Гц]; rА=2,6мм - радіус внутрішнього провідника [мм], rБ=9,5мм - внутрішній радіус зовнішнього провідника [мм]. Перший член характеризує внутрішню індуктивність коаксіальної пари, а другий - зовнішню.
.
1.3.3 Ємність
При визначенні ємності коаксіального кабелю враховують, що він аналогічний циліндричному конденсатору та його електричне поле створюється двома циліндричними поверхнями з загальною віссю. Внаслідок своєї симетрії напруженість електричного поля має рівні потенціали на визначеній відстані від центра кабелю. Ємність коаксіального кабелю розраховується за виразом:
, (1.5)
де еr=1,13 - еквівалентна діелектрична проникливість для міжміських ліній ізоляції (шайбова-поліетиленова) коаксіальної пари; rА=2,6мм - радіус внутрішнього провідника [мм], rБ=9,5мм - внутрішній радіус зовнішнього провідника [мм].
.
1.3.4 Провідність ізоляції
Провідність ізоляції пов'язана з процесами в діелектрику. Під дією змінного електричного поля в діелектрику відбувається зміщення диполів, їх переорієнтація і поляризація. Провідність ізоляції визначає величину втрат в діелектрику на переорієнтацію диполів і характеризується тангенсом кута втрат tgд. При розрахунку провідності ізоляції необхідно, крім провідності обумовленої діелектричними втратами, враховувати також провідність обумовлену витоком струму в силу недосконалості діелектрика. По величині ця провідність ізоляції зворотно пропорційна опору ізоляції кабелю,. В результаті, провідність ізоляції кабельного ланцюга буде дорівнювати:
, (1.6)
Провідність ізоляції може бути визначена як складова втрат в діелектрику конденсатора, ємність якого еквівалентна ємності кабелю. Еквівалентна схема конденсатора з втратами та її векторна діаграма наведені на рис. 2.4. Наявність втрат (активна складова IA струму I) призведе до того, що струм I випереджує напругу U на кут не рівний 900, а на кут ц=900-д. В відповідності з діаграмою . Відповідно:
, (1.7)
ефективне значення - комбінованої ізоляції, яка використовується в коаксіальних кабелях; - кругова частота.
Рисунок 1.3. Еквівалентна схема конденсатора і її векторна діаграма.
1.3.5 Залежність основних параметрів
Рисунок 1.4. Залежність первинних параметрів коаксіального ланцюга від частоти.
Первинні параметри коаксіального кабелю залежать від частоти. Така залежність показана на рис. 1.4. З рисунка видно, що з ростом частоти активний опір R зростає за рахунок поверхневого ефекту. Індуктивність (L) зменшується з ростом частоти, так як із-за поверхневого ефекту зменшується внутрішня індуктивність. Зовнішня індуктивність не змінюється з ростом частоти. Ємність (С) від частоти не залежить. Провідність ізоляції з ростом частоти лінійно збільшується. Вторинні параметри передачі визначаються через первинні. Коаксіальні кабелі практично використовуються в спектрі частот від 60кГц і вище. При таких частотах R<<wL i G<<wC. Тому їх вторинні параметри розраховуються за такими формулами. Коефіцієнт загасання (б) характеризує зменшення струму, напруги, потужності на ділянці кабельного ланцюга довжиною 1км і розраховується по формулі:
, (1.8)
де бМ - коефіцієнт затухання в металевих проводах, бД - коефіцієнт загасання в діелектрику.
.
1.3.6 Розрахунок вторинних параметрів ланцюгів кабелю
Коефіцієнт фази коаксіальної пари характеризує зміну фази струму, напруги, потужності на ділянці кабельного ланцюга довжиною 1 км і розраховується по формулі:
, (1.9)
.
Затухання кабельного ланцюга з підвищенням температури декілька збільшується. Коефіцієнт затухання кабельного ланцюга при температурі, яка відрізняється від 200С, визначається по формулі:
, (1.10)
де б20 - коефіцієнт затухання при температурі 200С, бб - температурний коефіцієнт затухання середнє значення якого , .
.
Хвильовий опір ZХВ розраховується по формулі:
, (1.11).
.
По своїй фізичній природі величина ZХВ не залежить від довжини лінії та постійна в любій точці ланцюга.
Швидкість розповсюдження електромагнітної енергії по кабельній лінії залежить від параметрів ланцюга і частоти струму та визначається по формулі:
, (1.12)
.
Час розповсюдження електромагнітної енергії по коаксіальному кабелю визначається по формулі:
, (1.13)
.
Розглянемо залежність вторинних параметрів коаксіального кабелю від частоти. На рис. 1.5 показана типова залежність коефіцієнтів затухання і фази від частоти.
Рисунок 1.5. Частотна залежність коефіцієнтів затухання і фази.
Коефіцієнт загасання спочатку (на малих частотах) росте різко, а на більш високих частотах - більш повільно. Коефіцієнт фази в росте від нуля за лінійним законом.
Хвильовий опір ZХВ в коаксіальних парах із суцільним діелектриком становить 50 Ом, а при комбінованій ізоляції величина хвильового опору складає приблизно 75 Ом. Загальний вигляд частотної залежності хвильового опору показаний на рис. 1.6.
Модуль хвильового опору зі зміною частоти змінюється до і зберігає цю величину в усій області високих частот.
Електромагнітна енергія розповсюджується по лінії з високою швидкістю. Переданий в лінію сигнал досягає її кінця тільки через відповідний проміжок часу. Частотна залежність швидкості розповсюдження електромагнітної енергії показана на рис. 1.7. Можна вважати, що з ростом частоти швидкість розповсюдження електромагнітної енергії коаксіальної пари зростає. Час розповсюдження електромагнітної енергії кабелями зв'язку від частоти не залежить. Розраховані параметри передачі коаксіального кабелю збираються в таблицю і зрівнюються з нормами (табл. 1.3).
Рисунок 1.6. Частотна залежність хвильового опору.
Рисунок 1.7. Частотна залежність швидкості розповсюдження електромагнітної енергії.
Таблиця 1.3Зведені дані.
Параметри |
F, МГц |
R, Ом/км |
L, мГн/км |
C, нФ/км |
G, Сім/км |
б, дБ/км |
в, рад/км |
ZХВ, Ом |
V•103, км/с |
|
Норма |
||||||||||
Розрахунок 200С |
||||||||||
Розрахунок t0С |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
- Проектування та розрахунок параметрів кабельної мережі між населеними пунктами Радехів-Горохів-Луцьк
Характеристика системи передачі Flex Gain Megatrans. Розрахунок протяжності всіх трас, параметрів симетричного кабелю, надійності кабельної траси. Вибір волоконно-оптичного кабелю. Визначення відстані між ретрансляторами ВОЛЗ і швидкості передачі даних.
курсовая работа [770,1 K], добавлен 30.04.2013 Конфігурація мережі. Характеристика і технічні дані обраної системи передач. Вибір типу оптичного кабелю. Розрахунок параметрів лінійного тракту. Розрахунок техніко-економічних показників для проектованої волоконно-оптичної лінії зонового зв'язку.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 02.02.2011Особливості міліметрового та субміліметрового діапазонів. Основні лінії передачі сигналу, їх переваги та недоліки. Розрахунок основних параметрів метало-діелектричної лінії передачі непарних хвиль на основі Т-подібного розгалуження плоских хвилеводів.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 19.08.2011Розробка ділянки цифрової радіорелейної лінії на базі обладнання Ericsson Mini-Link TN. Дослідження профілів інтервалів лінії зв’язку. Статистика радіоканалу. Визначення параметрів сайтів на даній РРЛ. Розробка оптимальної мережі передачі даних DCN.
курсовая работа [885,3 K], добавлен 05.02.2015Структура тракту передачі сигналів. Розрахунок частотних характеристик лінії зв’язку, хвильового опору і коефіцієнта поширення лінії. Розрахунок робочого згасання тракту передачі і потужності генератора, вхідного та вихідного узгоджуючого трансформатора.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 25.11.2014Вивчення класифікації оптичних кабелів та вимог до них, прокладки кабельної каналізації. Розрахунок допустимих зусиль, мінімального радіусу вигину, маси оптичного волокна. Огляд техніко-економічного обґрунтування виготовлення волоконно-оптичного кабелю.
дипломная работа [4,7 M], добавлен 10.12.2011Загальні вимоги до волоконно-оптичної системи передачі даних. Послідовність та методика інженерного розрахунку. Вибір елементної бази: оптичного кабелю, з`єднувачів та розгалужувачів, випромінювача, фотодетектора. Розрахунок параметрів цифрових ВОСП.
курсовая работа [142,4 K], добавлен 11.08.2010Розгорнуті мобільні та стільникові телефонні мережі. Структура оптичного кабелю, його застосування. Скелетна схема варіантів прокладання волоконно-оптичної лінії передачі. Коефіцієнт загасання сигналу. Розрахунок дисперсії. Довжина дільниці регенерації.
курсовая работа [719,0 K], добавлен 08.10.2014Вибір траси оптичної магістралі, місця розташування регенераторів, кабелю. Розрахунок довжини регенераційної дільниці. Розгляд методу тестування побудованої волоконно–оптичної лінії зв’язку. Економічне обґрунтування розробки вимірювального приладу.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 18.09.2015Коротка характеристика кінцевих пунктів, вибір траси. Розрахунок параметрів оптичного волокна відповідно до матеріалу для його виготовлення. Розміщення регенераційних пунктів. Розрахунок заземлення, надійності проектованої лінії. Засади охорони праці.
курсовая работа [979,9 K], добавлен 14.09.2012Обґрунтування і перелік необхідних видів відділового телефонного оперативно-технологічного зв'язку і ланцюгів автоматики. Кабельна лінія зв'язку на основі електричного кабелю. Утримання кабелю під надлишковим тиском. Розрахунок швидкодії системи.
курсовая работа [225,3 K], добавлен 26.02.2009Визначення основних параметрів телефонної мережі житлового району міста. Розробка схеми магістральної розподільчої мережі телефонної кабельної каналізації. Розрахунок основних техніко-економічних показників лінійних споруд. Вимоги до параметрів лінії.
курсовая работа [474,9 K], добавлен 05.02.2015Структурна схема системи передачі повідомлень. Розрахунок параметрів кодера і декодера простого коду, параметрів АЦП та ЦАП, інформаційних характеристик джерел повідомлень та первинних сигналів, оцінінювання ефективності систем зв'язку з кодуванням.
методичка [205,1 K], добавлен 27.03.2010Вибір траси та укладання спрощеної схеми організації зв’язку. Розрахунок еквівалентної кількості основних цифрових каналів. Цифрова система передачі і тип кабелю. Розміщення регенераційних пунктів на магістралі. Завадостійкість цифрового лінійного тракту.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.04.2011Розрахунок необхідної кількості каналів ТЧ. Технічні характеристики та структурна схема ВОСП. Розрахунок основних параметрів ВС. Розрахунок довжини регенераційної ділянки. Питання монтажу і прокладки оптичного кабеля. Організація технічної експлуатації.
курсовая работа [304,4 K], добавлен 22.01.2007Топологія та компоненти пасивних оптичних мереж доступу. Характеристики абонентських і магістральних волоконно-оптичних кабелів зовнішнього і внутрішнього прокладання. Властивості матеріалів їх конструктивних елементів. Термомеханічний розрахунок кабелю.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 09.12.2014Характеристика кінцевого пункту, вибір траси ВОЛП, типу кабелю та системи передач. Розрахунок кількості оптичного кабелю, дисперсії сигналу в одномодовому волокні, довжини дільниці регенерації. Захист волоконно-оптичних ліній від небезпечних впливів ЛЕП.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.10.2014Структурна схема системи передачі. Розрахунок параметрів кодера і декодера простого коду. Інформаційні характеристики джерела повідомлень, завадостійкість демодулятора. Вибір коду, що коректує, і розрахунок завадостійкості системи зв'язку з кодуванням.
курсовая работа [847,4 K], добавлен 09.04.2010Розрахунок основних параметрів випрямляча в керованому режимі. Вибір захисту тиристорів від перевантажень за струмом та напругою. Вибір схеми та розрахунок параметрів джерела живлення, вхідного кола генератора пилкоподібної напруги та пускових імпульсів.
курсовая работа [817,0 K], добавлен 30.03.2011Основні тенденції розвитку сучасної радіоелектроніки. Основні характеристики та класифікція лінії передачі. Види щілинної лінії. Використання ліній передач з поперечною електромагнітною хвилею, з магнітною хвилею, з електричною та гібридною хвилею.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.01.2014