Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Февраля 2013 в 10:20, контрольная работа
Задача 1. Во сколько раз отличается толщина повивов, состоящих из двух разных типов групп проводников. Если в первом случае использована парная скрутка, а во втором – звездная скрутка? На сколько изменится это соотношение в случае дополнительного обжима бумажной изоляции?
Решение:
При решении этой задачи необходимо учесть, что под толщиной повива из проводников с парной скруткой следует понимать среднюю ширину пространства, занимаемого парой в повиве (рис.1).
1. Расчет элементов конструкций симметричных кабелей 3
2. Расчет первичных параметров симметричных цепей 5
3. Расчет вторичных параметров симметричных цепей 8
4. Расчет взаимного влияния в симметричных цепях воздушных и кабельных линий связи 11
5. Расчет первичных параметров коаксиальных цепей 13
6. Расчет вторичных параметров коаксиальных цепей 15
7. Расчет элементов конструкций оптических кабелей 17
8. Расчет параметров оптических кабелей 20
9. Расчет затухания в оптических кабелях 21
10. Расчет дисперсии в оптических кабелях 23
Список литературы 25
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ФСИН РОССИИ
Кафедра основ радиотехники и электроники
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Направляющие системы электросвязи»
Вариант № 1
Выполнил:
слушатель 3 курса заочного
отделения учебной группы
ИЗП1– 09
И.В.Гааг
Проверил:
преподаватель кафедры
ОРЭ, доцент
майор вн. службы
М.Ю.Чепелев
Воронеж 2012
Содержание:
Задача 1. Во сколько раз отличается толщина повивов, состоящих из двух разных типов групп проводников. Если в первом случае использована парная скрутка, а во втором – звездная скрутка? На сколько изменится это соотношение в случае дополнительного обжима бумажной изоляции?
Решение:
При решении этой задачи необходимо учесть, что под толщиной повива из проводников с парной скруткой следует понимать среднюю ширину пространства, занимаемого парой в повиве (рис.1).
Рис.1. Средняя ширина пространства, занимаемая парой
Как видно из рис. 1, толщину повива, состоящего из проводников парной скрутки – dп, можно легко найти, определив стороны прямоугольного треугольника, гипотенузой которого является расстояние, равное диаметру изолированного проводника – dI.
На основании рис.3. можно записать:
откуда
.
Тогда диаметр парной скрутки равен:
, или
При звездной скрутке диаметр группы определяется на основании расчета элементов четырехугольника, сторонами которого являются радиусы изолированных проводников (рис.2):
,
где х – определяется из выражения:
.
Рис. 2. Построение звездной группы
Тогда диаметр звездной скрутки:
, или
.
Исходя из (1.29) и (1.30), находим соотношение:
.
Таким образом толщина повива, состоящего из проводников с парной скруткой, будет в 0,71 раза меньше толщины повива из проводников со звездной скруткой.
После дополнительного обжима бумажной изоляции соотношение, исходя из табл. 1, примет вид:
.
Ответ: Толщина повива, состоящего из проводников с парной скруткой, будет в 0,71 раза меньше толщины повива из проводников со звездной скруткой. После дополнительного обжима толщина повива, состоящего из проводников с парной скруткой, будет в 0,75 раза меньше толщины повива из проводников со звездной скруткой.
Задача 1. Определить,
на сколько изменится
Решение:
Для решения этой задачи необходимо знать конструктивные параметры данной симметричной цепи: диаметр и материал жилы, толщину и материал изоляции, расстояние между центрами жил, коэффициент укрутки. Для определения этих параметров необходимо воспользоваться [1, 2], в которых даны характеристики кабелей МКСГ-4 4.
Из [1, 2] находим, что диаметр медных токопроводящих жил высокочастотных четверок равен 1,2 мм; изоляция состоит из корделя диаметром 0,8 мм и стирофлексной ленты толщиной 0,05 мм; коэффициент укрутки – 1,02; р (коэффициент, учитывающий вид скрутки)=5.
Исходя из геометрического расположения корделя [1] и стирофлексной ленты на медной жиле, определим диаметр изолированной жилы (см.методику решения задачи №3 практическое занятие №1):
мм.
Расстояние между проводниками находится из выражения:
мм.
Для дальнейших расчетов определим сопротивление проводника по постоянному току из формулы (1.4):
Ом/км.
Верхние частоты систем передач ИКМ-30, К-60 и канала тональной частоты соответственно составляют 2048 кГц, 252 кГц и 4 кГц.
Из табл. 3 определим значение kr для различных частот. Их значения составят:
для f=2048 кГц: ;
для f=252 кГц: ;
для f=4 кГц: .
При дальнейших расчетах сопротивления на частоте 4 кГц учтем, что можно воспользоваться упрощенной формулой (1), так как на низких частотах сопротивление за счет эффекта близости мало.
Значения специальных функций Бесселя F(kr), G(kr), H(kr) для трех частот находим из табл.4. Их значения составят для f=2048 кГц:
;
;
Для f=252 кГц: F(kr)=1,498; G(kr)=0,985; H(kr)=0,573.
Для f=4 кГц: F(kr)=0,00324.
Дальнейшие расчеты следует проводить по формуле (1.3) для частот 2048 кГц, 252 кГц и по формуле (1) для частоты 4 кГц.
Для f=2048 кГц:
Для f=252 кГц:
Для f=4 кГц:
Рассчитаем поправку на два сопротивления, обусловленные потерями на вихревые токи в проводах смежных четверок и в металлической оболочке кабеля. Их величины находятся из выражения (1.5) и таблицы 1.
Для f=2048 кГц:
Ом/км.
Для f=252 кГц:
Ом/км.
Для f=4 кГц:
Ом/км.
Тогда общие значения сопротивлений равны:
Для f=2048 кГц:
Для f=252 кГц:
Для f=4 кГц:
Ответ: R2048=321,84 Ом/км; R252=117,11 Ом/км; R4=34,72 Ом/км.
Задача 1. Определить минимальное и максимальное значения волнового сопротивления электромагнитной волне, проходящей по симметричной паре кабеля МКСГ 4х 4, если кабель работает с системой передачи К-60.
Решение:
Максимальным волновое сопротивление будет на нижних частотах передаваемого сигнала, а минимальным – на верхних частотах. Минимальной и максимальной частотой передаваемого сигнала в аппаратуре К-60 будут соответственно 12 и 252 кГц. Для решения этой задачи воспользуемся формулами для расчета волнового сопротивления в различных частотных областях. Волновое сопротивление на частоте 12 кГц будет определяться по формуле (4), а на частоте 252 кГц – по формуле (1.11).
Для расчетов по этим формулам
нам необходимо сначала определить
первичные параметры
Воспользуемся ранее представленной методикой расчета первичных параметров в задачах №1-4 (практическое занятие №2). Значение сопротивления на частоте 252 кГц было найдено в задаче №1 (практическое занятие №2). Определим R на частоте 12 кГц. Параметр kr составит для f=12кГц:
.
Значения специальных функций Бесселя F(kr), G(kr), H(kr) находим из табл.4 (практическое занятие №2): F(kr)=0,0217; G(kr) =0,0583; H(kr)=0,0842. Значение потерь на вихревые токи в проводах смежных четверок и в металлической оболочке кабеля для f=12кГц:
Ом/км.
Общее значение сопротивления симметричной пары на частоте 12кГц:
Ом/км;
для f=252 кГц (см.задачу №1 практическое занятие № 2):
Ом/км.
Определим индуктивность L на частотах 252 и 12 кГц (см.задачу № 2 практическое занятие № 2). Значение kr:
для f=252 кГц: ;
для f=12 кГц: .
Значение специальной функции Бесселя Q(kr):
для f=252 кГц: Q(kr)=0,455;
для f=12 кГц: Q(kr)=0,989.
Общее значение индуктивности:
для f=252 кГц:
мГн/км;
для f=12 кГц:
мГн/км.
Определим емкость симметричной пары. Значение емкости не зависит от частоты, ее величина для кабеля МКСГ 4 4 была найдена в задаче №3 (практическое занятие №2) С=24,12 нФ/км.
Искомые значения проводимости изоляции на частотах 252 и 12 кГц в кабеле МСКГ 4 4 были найдены в задаче №4 (практическое занятие № 2). Их значения составили:
для f=12 кГц: мкСм/км;
для f=252 кГц: мкСм/км.
Определив все значения первичных параметров, найдем величины волновых сопротивлений. Волновое сопротивление на частоте 12 кГц (формула 4 практическое занятие №2) будет равно:
Ом.
Волновое сопротивление на частоте 252 кГц:
Ом.
Ответ: Максимальное волновое сопротивление Ом (на f=12 кГц); минимальное волновое сопротивление Ом (на f=252 кГц).
Задача 1. Определить электромагнитные связи N12 и F12 первой и второй цепи на воздушной линии с профилем №3. Диаметр медных проводов Ø=4 мм. По воздушной линии работает система передач В-12-2. Расчеты проводить на верхней частоте системы передачи.
Решение:
Для решения этой задачи воспользуемся формулами (8) и (9). для расчетов необходимо знать конструктивные параметры первой и второй цепи на воздушной линии с профилем №3. Из рис. 4 видно, что расстояние между проводами в цепи – 20 см, а расстояние между цепями – 50 см. исходя из рис. 3 и рис. 4, определим значение расстояний между проводами а13 =70 см; а24 =70 см; а23 =50 см; а14 = 90 см.
Вначале определим значения первичных параметров влияния k12 и m12 между цепями 1 и 2 из формулы (6) и (7):
, Ф/км,
, Гн/км.
Известно [4], что верхняя частота системы передачи В-12-2 равна 143 кГц, а волновое сопротивление медной цепи равно 550 Ом. Результирующие значения электромагнитных связей на ближнем конце N12 определим по формуле (8):
1/км.
Результирующие значения электромагнитных связей на дальнем конце F12 определим по формуле (9):
1/км.
Ответ: N12 =i·5,54·10-2 1/км; F12 =-i·0,02·10-2 1/км.
5. Расчет первичных параметров коаксиальных цепей
Задача 1. Сравнить расчетные данные сопротивления коаксиальной пары в кабеле МКТ, полученные по полным и упрощенным формулам. На кабеле работает система передачи К-300. Расчеты проводить на нижней частоте передаваемых сигналов.
Решение:
Для решения этой задачи необходимо знать конструктивные параметры данной коаксиальной пары: диаметр и материал жил, толщину и материал экрана. Для определения этих параметров необходимо воспользоваться [1,2], в которых даны характеристики кабеля МКТ-4.
Из [1,2] находим, что диаметр внутреннего
медного проводника равен 1,2 м; изоляция-воздушно-
Вначале определим
сопротивление коаксиальной пары по
упрщенной формуле (2.5).
R=Ra+Rб =0,0835 Ом/км.
Для дальнейших расчетов по полным формулам определим сопротивление внутреннего проводника по постоянному току из формулы(2.6):