18. Сымнын радиусы

а= 1,41α₁

α₁=d +2*δ +3*∆

δ= 0,8 мм

∆= 0,045 мм

Индуктивтік мына формуламен есептеледі

Q(x)-сигнал жиілігіне байланысты таблицамен берілетін коэф-т; µ- магнит өтімділігі , µ=1

Сиымдылық мына формуламен есептеледі

ε-электр өтімділігі ε=1,3

ψ─поправочный коэф-т , характеризующий близость металлических проводников,

ψ=(d₃ +d₁ +d)²─ a² / (d₃ +d₁ +d)²+a²

d₃=2.41*d₁

d₁=d + 2δ +3∆ d₃-звездная скрутка

Бөлектеуші заттардың өткізгіштігі

G=G₀ + G_f =1/R_и3 + ωСtg b Cм/км

G= ωC tgb tgb=7 ω=2πf f=100кГц

Екіншілік параметрлердің жалпы түрдегі есептелу формулалары

Әр түрлі сигнал жиіліктеріне байланысты параметрлерді есептеу формулаларын қысқартып оңайлатуға болады.

вариант	r	F(x)	G(x)	H(x)	Q(x)
1	0.2	0.005	0.015	0.053	0.997
2	0.3	0.078	0.172	0.169	0.961
3	0.4	0.318	0.405	0.348	0.845
4	0.5	0.492	0.499	0.416	0.766
5	0.6	0.678	0.584	0.460	0.688
6	0.7	0.863	0.755	0.530	0.556
7	0.8	1.043	0.843	0.554	0.507
8	0.9	1.219	0.932	0.575	0.465
9	1	1.568	1.020	0.593	0.430
10	1.2	1.743	1.109	0.608	0.400
11	1.4	2.094	1.287	0.634	0.351
12	1.5	2.446	1.464	0.655	0.313
13	1.6	2.622	1.552	0.664	0.296
14	1.8	2.799	1.641	0.670	0.282
15	2	2.968	1.759	0.686	0.275

Зертханалық жұмыс № 2

Коаксиалды байланыс кабельдерінің құрылуын және электрлік сипаттамаларын біліп үйрену

Жұмыстын мақсаты

Коаксиальды байланыс кабельдерінің құрылысын біліп, олардың тұрлерін- маркаларын анықтап, электрлік сипаттамаларын және олардын кабель құрылысы мен өлшем көлемдерін біліп ұйрену.

Жалпы мәліметтер

Коаксиальды кабельдердің құрылысы сигнал таратып жеткізуші өткізгіш сымдардан, оларды бөлектеп тұратын материалдардан және экрандардан, бірнеше сондай сымдардың сандарымен оларды біріктіруші материалдардан, ылғал кіргізбеуге арналған қабынан және сыртқы әсер күштерден сақтайтын қорғаушы қабықтан тұрады.

Өткізгіш сымдардың түріне, олардың көлем өлшемдеріне, оларды бөлектеп ұстаушы материалдарына, бірнеше өткізгіш сымдар тізбектерінің орналасу әдістеріне, ылғал кіргізбеуге арналған кабель қабығының материалына және кабельдердің төселінетін орнына байланысты құрымайтын сыртқы қорғаныс қабығына тәуельді коаксиал кабельдердің әр түрі- маркасы болады.

Коаксиалды байланыс кабельдерінің электрлік сипаттамалары деп олардың сым тізбектерінің электрлік сипаттамаларын айтады. Коаксиал байланыс кабелінің сым тізбектері ішкі біртұтас сымнан және оның ортақ осьті сыртқы түтікше сымынан құрылады. Коаксиалды байланыс кабельдері негізінен жоғары жиілікті сигналдарға арналған. Сондықтан оның электрлік параметрлері негізінен тоқтын өтімділігің терендігі депаталатын коэффициентіне тәуелді болады (K_z).

К_z = к=√ωµσ

Коаксиалды байланыс кабель тізбектерінің сигнал жиіліктері 60кГц-ден жоғары болғандағы параметрлерінің есептелу формулары төмендегідей болады.

мұнда σ- өткізгіштік;

r_i , r_c- ішкі және сыртқы өткізгіш сымдардың радиустері.

к=√ωµσ Мыс сымы үшін к=0,0105d√f

f=10⁶Гц

Индуктивті есептеу формуласы

Мыстан жасалған өткізгіш үшін

Сыйымдылықты есептеу формуласы

ε_r=1.13

Бөлшектеу (изоляция) өткізгіштігі

G= ωCtgδ_э, См/км

ω=2πf f=10⁶Гц tgδ_э=0,8*10^-4

Өшулік коэффициенті

Фазалық коэффициенті

Толқындық кедергі

Сигнал жылдамдығы

Сыртқы және ішкі өткізгіш сымдарынан диаметрлер қатынасы болғанда, коаксиал тізбегінің өшулігі ең аз шамада болады.

вариант	rc	ri
1	4,7	1,3
2	4,8	1,3
3	4,6	1,25
4	4,5	1,25
5	4,5	1,22
6	4,4	1,2
7	4,8	1,3
8	4,7	1,25
9	4,8	1,3
10	4,7	1,25
11	4,66	1,22
12	4,5	1,25
13	4,3	1,2
14	4,2	1,15
15	4,1	1,1

Лабораториялық жұмыс 3

Оптикалық байланыс кабельдерінің құрылуын және электрлік сипаттамаларын біліп үйрену.

Жұмыстың мақсаты

Оптикалық байланыс кабельдерінің құрылуын және оның әр түрінің қолданылатын орындарын біліп, олардың электрлік сипаттамаларын анықтап және оларға талдау жасап үйрену мақсатымен осы лабораторлық жұмыс қойылған.

Жалпы мәліметтер

Оптикалық байланыс кабелінің физика-механикалық қасиеті негізінен онда қолданылатын әйнектің сапасына байланысты болады. Сондықтанда сәуле өткізгіш әйнек талшығының жасалу технологиясына аса ұқыптылықпен қарайды.

Басқа сымнан жасалған байланыс кабельдеріндей оптикалық байланыс кабельдерінің де әр түрі болады.

Сәуле өткізгіштің параметрлері: сандық апертура, шектік толқын ұзындығы, нормаланған жиілік, сәуле өткізгіштегі өшулік, толқындық кедергі, сигнал жылдамдығы және дисперсия мен қабілеті.

Апертура– это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, попадающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения.

Сандық апертура төмендегі формуламен анықталады

Мұндағы Θ_А—сәуленің берілу бұрышы , осының ішіндегі сәуле толық шағылысып қайтады.

n_{1 ,} n₂–өзекше мен оның сыртындағы әйнектін тығыздық коэффициенттері

Ішкі өзекшенің шетінен толық шағылысып қайту бұрышы Θ_В

Sin Θ_B=n₂/ n₁

Шеттік толқын ұзындығы

Ал жиілік

С–скорость света–3*10⁵ км/с

d– диаметр сердечника, мкм

Нормаланған жиілік

а–радиус сердечника, мкм

λ– толқын ұзындығы, мкм

Толқындық кедергі Z_B

Фазалық жылдамдық V_ф

Дисперсия - увеличение длительности импульса при прохождении по оптическому кабелю.

Дисперсия , Нс/км

Ступенчатый световод

Градиентный световод

∆= (n₁–n₂) / n₁

ℓ= 7 км световодтын ұзындығы

Жиілік ауқымы

∆F=1/τ,

Потери энергии на рассеяние

α_р= К_р / λ⁴, дБ/км

Потери энергии на поглощение

α_п=8,69*( π·n₁·tgσ / λ), дБ/км

Собственные потери

α_с= α_р + α_п

tgσ=10^-11

Затухание является важнейшим параметром ОК.Затухание обусловлено собственными потерями в волоконном световоде α_с и дополнительными потерями, так называемыми кабельными, α_к, обусловленными скруткой , а также и изгибами оптических волокон при наложении покрытий и защитных оюолочек в процессе изготовления ОК. Α=α_с+α_к

α_с=α_п +α_р

Потери, возникающие при распространении сигнала по волоконному световоду, объясняются тем, что часть мощности, поступающей на вход световода, рассеивается вследствие изменения направления распространения лучей на нерегулярностях и их высвечивания в окружающее пространство (α_р), другая часть мощности поглощается как самими молекулами кварца (α_п), так и посторонними примесями (α_пр), выделяясь в виде джоулева тепла. Примесями могут являться ионы металлов (никель , железо, кобальт и т.д.) и гидроксильные группы (ОН), приводящие к появлению резонансных всплесков затухания. В результате суммарные потери определяются

α=α_п+α_р+α_пр+α_к

tgσ =10^-11

вар	n1	n2	a,мкм	λ, мкм	Рnm	(мкм4*дБ/км) Kр	ℓ, км
1	1,51	1,49	4	0,85	2,445	0,8	7
2	1,51	1,5	5	1,00	2,445	0,8	7
3	1,51	1,49	25	1,30	2,445	0,8	7
4	1,51	1,5	50	1,55	2,445	0,8	7

Лабораториялық жұмыс 4

Әуе және кабельді байланыс жолдарының симметриялық тізбенгіндегі өзара әсер етуінін есептеу

Методиқалық нұсқаулар.

Әуе жолдары.

Симметриялық жолдарда, әуе жолдарда сол сияқты кабельді жолдарда өткізу әсері , электрлік және магниттік байланыс осы тізбектер арасында ақырғы осы ақырғы аяқтағыш N₁₂ мен бергі аяқтағыш F₁₂ –нің электромагниттік байланыстарының тізбектерімен көрсетіледі.

N₁₂=K₁₂Z_B+M₁₂ /Z_B =(g₁₂+iωk₁₂)Z_B + (r₁₂+iωm₁₂)/Z_B., 1/KM

F₁₂=K₁₂Z_B–M₁₂/Z_B = (g₁₂+iωk₁₂)Z_B – (r₁₂+iωm₁₂)/Z_B., 1/KM

Мұндағы

К₁₂ – электрлік байланыс, См/км

М₁₂– магниттік байланыс, Ом/км;

Z_B– симметриялық байланыстың толқындық кедергісі, Ом;

g_{1 2}– элетрлік байланыстың активті құраушысы, См/км;

k₁₂ – сиымдылықты байланыс, Ф/км;

r₁₂ – магнитті байланыстың активті құраушысы, Ом/км;

m₁₂ – индуктивті байланыс, Гн/км;

ω – айнымалы жиілік(ω =2πf).

Мына формулалар әуе жолы байланысының ауыспалы өшуінің түрін көрсетеді

Мұндағы γ=α+iβ – тарату коэффициенті

α– өшу коэффициенті

β– фаза коэффициенті

Әуе байланыс жолдарында сымдар бірөбірінен өте алыс қашықтықта орналасады және оларда изоляциясы болмайды. Бұндай жағдайда біріншілік параметрлерді g и r сақтамауға болады, өйткені ассиметриялық жоғалу кұйынды тоқта аз көрініс табады (r =0) және диэлектрикте (g=0) ассиметриялық жоғалту онша үлкен емес. Әсер ету реактивті байланыспен есептеледі

К₁₂=(iωk₁₂) и M₁₂=(iωm₁₂).

Әуе жолы байланысындағы біріншілік параметрлері k₁₂, m₁₂ мәні бір-біріне байланысты әсер етуші және әсер етілетін тізбектерінің орналасуына байланысты болады. Олар келесі түрде есептелінеді

а– тізбектегі сымдар ара-қашықтығы

r– өткізгіш радиусы

а₁₃– әсер етуші тізбектің бірінші өткізгіші мен әсер етелетін тізбектін бірінші өткізгішінің арасындағы қашықтық

а₂₄– әсер етуші тізбектің екінші өткізгіші мен әсер етілітін тізбектін екіншінің арасындағы қашықтық

а₂₃– әсер етуші тізбектің екінші өткізгіші мен әсер етілітін тізбектің бірінші өткізгішінің арасындағы қашықтық

а₁₄– әсер етуші тізбектің бірінші өткізгіші мен әсер етелетін тізбектін екінші

өткізгішінің арасындағы қашықтық

1 а 2

а₁₄ а₂₄

а₁₃

а₂₃

2r

3 4

Электрлік және магниттік байланыс мына m₁₂/k₁₂ =Z_B² қатынасымен байланысты. Сымды және биметалды тізбекті әуе жолы үшін ( сым диаметрі 4 мм, өткізгіштер арасындағы қашықтық 20 см ) Z_B≈550 Ом , болатты алюминьды тізбек үшін ( сым диаметрі 5,4 мм. Сымдар арасындағы қашықтық 20 см ) Z_B≈500 Ом, болатты тізбек үшін ( сымдар диаметрі 4 мм, қашықтық 20 см) Z_B≈1100 Ом.

Әуе жолында байланыстың активті кұраушылары есепке алынбайды, ол электромагнитті байланыстың жақындағы және алшақтағы аяқталуында мынандай мәнді көрсетеді

N₁₂= iω (k₁₂Z_B + m₁₂/Z_B ), 1/км

F₁₂= iω (k₁₂Z_B – m₁₂/Z_B), 1/км

В-12-2 және В-3-3 беріліс жүйесінің әуе жолынан немесе бейметалды тізбегіндегі жұмысында күшейткіш пунктерінің ара қашықтығы 25 км, ал

В-2-2 және В-3-3 беріліс жүйесінде болатты тізбекті әуе жолымен жұмыс жасайтын күшейткіш пунктер ара қашықтығы 30-дан 40 км-ге дейін болады. Тізбектін бір-біріне әсер етін азайту үшін параметрлерді азайту керек

a₁₃a₂₄

Ln────

a₁₄a₂₃

Әуе жолының күшейткіш пунктінің қорғаныы былай көрсетіледі

А_з^уу = 50,4+10 LgN, дБ,

N –күшейткіш аумағының саны

Күшейткіш аумағының жақындағы аяқталуының тізбекті өшуі былай болады

А₀^уу= 50,4 +10 LgN +20Lg √2 *p+3.47, дБ

Р– бейне коэффициенті ( жоғарғы жиілікті беріліс жүйесі үшін р=0,1 ).

Күшейткіш аумағының адшақтапғы аяғының айнымалы өшуі

А_ℓ^уу= 50,4+10LgN +αℓ , дБ

ℓ– күшейткіш аумағының ұзындығы

Күшейткіш аумағының ұзындығы өзгерген кезде жақын аяқталудағы айнымалы өшудін жиілікке байланысты орташа мәні баяу төмендейді және үлкен жиіліктерде асимптоталық мәндерге жақындайды.

С– тізбек сиымдылығы, Ф/км; k₁₂– сиымдылықты байланыс, Ф/км.