- •Конспект лекцій
- •Содержание
- •Лекция № 1. Основные понятия и определения системы электросвязи.
- •Лекция № 2. Структурная схема системы электросвязи.
- •Лекция № 3. Каналы электросвязи.
- •Лекция № 4. Помехи и искажения.
- •Лекция № 5. Сигнал и его математическая модель.
- •Лекция № 6. Ряд Фурье и спектр периодического сигнала.
- •Лекция № 7. Теорема в.А.Котельникова.
- •Лекция № 8. Первичные сигналы электросвязи.
- •Лекция № 9. Нелинейные и параметрические элементы и цепи.
- •Лекция № 10. Общие понятия о модуляции.
- •Лекция № 11. Амплитудная модуляция (ам) гармонической несущей.
- •Лекция № 12. Частотная и фазовая модуляции гармонической несущей.
- •Лекция № 13. Дискретная модуляция гармонической несущей.
- •Лекция № 14.
- •Лекция № 15. Импульсно – кодовая модуляция (икм).
- •Лекция № 16. Общие понятия о детектировании сигналов.
- •Лекция № 17. Амплитудное детектирование.
- •Частотное детектирование.
- •Лекция № 18. Детектирование сигналов импульсных и дискретных модуляций.
- •Лекция № 19 Общие сведения о конструкции длинных линий.
- •Лекция № 20.
- •Лекция № 21. Вторичные параметры линий.
- •Лекция № 22. Режимы работы линии.
- •Лекция № 23. Особенности передачи электромагнитной энергии по проводным линиям связи.
- •Лекция № 24. Волноводы.
- •Лекция № 25. Волоконно – оптические линии связи.
- •Лекция № 26. Распространение радиоволн и антенны.
- •Лекция № 27. Основы теории помехоустойчивости.
- •Потенциальная и реальная помехоустойчивость.
- •Лекция № 28. Оптимальный прием дискретных сигналов.
- •Лекция № 29.
- •Лекция № 30. Оптимальный прием непрерывных сигналов.
- •Лекция № 31. Неоптимальный прием сигналов.
- •Лекция 32. Элементы теории информации.
- •Лекция 33. Основные параметры корректирующих кодов.
- •Лекция 34. Принципы построения корректирующих кодов.
Лекция № 20.
Схема замещения и первичные параметры линий.
Основной задачей при рассмотрении линий является расчет напряжений и токов в любом сечении линии. Решение этой задачи заключается в построении схемы замещения линии, под которой понимается схема, состоящая из определенным способом соединенных индуктивностей, емкостей и сопротивлений (проводимостей).
Схема замещения линии строится на основании физических соображений о том, что линия одновременно может:
запасать энергию в электрическом (два параллельных провода и диэлектрик между ними образуют конденсатор) и магнитных полях (любой проводник обладает индуктивностью);
рассеивать энергию (любой проводник имеет сопротивление, а диэлектрик – проводимость).
Из этого следует, что линия обладает индуктивностью , емкостью , сопротивлением и проводимостью изоляции . При одной и той же конструкции линии параметры , , и зависят от длины. Чтобы сравнить между собой линии различных конструкций, их параметры определяют на единицу длины. Параметры , , и линии единичной длины называются первичными параметрами и обозначаются , Ом/м, , Ф/м, , Гн/м, , См/м. Используются также и производные от данных единиц. Например, первичные параметры линий магистральной связи определяются на 1 км длины.
Первичные параметры зависят от конструкции линии и свойств примененных материалов. Они также зависят от состояния окружающей среды. Существенным для передачи сигналов является то, что первичные параметры зависят от частоты.
Сопротивление с ростом частоты увеличивается (это объясняется поверхностным эффектом), индуктивность – несколько уменьшается (это объясняется влиянием одного проводника на другой). Частотная зависимость емкости и проводимости изоляции полностью определяется свойствами диэлектрика. В современных кабелях емкость практически не зависит от частоты, а проводимость возрастает с ее ростом.
При расчетах первичных параметров пользуются приближенными формулами.
Для двухпроводной симметричной линии сопротивление, Ом/м, индуктивность в области высоких частот, Гн/м, и емкость, Ф/м, определяются по следующим формулам:
В коаксиальной линии эти же первичные параметры находятся по следующим формулам:
В этих формулах , , – радиусы проводов, м; – расстояние между центрами проводов, м; – частота , Гц; – относительная диэлектрическая проницаемость среды, значение которой зависит от применяемых изоляционных материалов.
В области высоких частот проводимость изоляции кабельных линий обусловлена потерями в диэлектрике и находится по формуле:
,
где – диэлектрические потери.
Далее строим схему замещения линии.
Схема замещения участка длинной линии.
На рисунке показана электрическая схема линии с подключенным генератором и нагрузкой. Так как длина линии , то значение , , и легко найти через первичные параметры: ; ; ; . Поэтому, схема замещения линии представляет собой каскадное соединение Г – образных четырехполюсников.