Тема 6.4 Линии проводного вещания

1. Классификация и виды линий проводного вешания.

2. Обработка линий при внедрении трехпрограммного проводного вещания.

Линии, применяемые в системе ПВ, по назначению делят на соединительные, абонентские и фидерные (распределительные и магистральные) .

Конструктивно линии могут быть воздушными, кабельными и составными. К последним относятся воздушные линии с подземными отводами и подземные линии с воздушными отводами. Магистральные и распределительные линии могут быть как воздушными, так и кабельными. Абонентские и соединительные линии, как правило, — кабельные.

Воздушные линии ПВ — это линии из проводов без изоляции, подвешенные с помощью изоляторов на опорах (столбах) или стойках. Такие линии применяются в небольших городах и сельской местности. В крупных городах воздушные линии подвешивают к стойкам, укрепленным на крышах зданий. Если напряжение линий ПВ превышает 250 В, высоту подвеса делают до 2,5 м, чтобы стоящий на крыше человек не мог их' коснуться. Расстояние между проводами на стойках составляет 30 см, а при подвесе на опорах 40 см. В городах и сельской местности линии ПВ вместе с линиями телефонной связи прокладываются под землей в каналах кабельной канализации. Для уменьшения наводок со стороны линий ПВ предпринимаются специальные меры. Например, на опорах сельской телефонной связи разрешена подвеска линий ПВ с напряжением не более 240 В. Линии подвешивают на разной высоте и провода скрещивают. В городах допускается прокладка кабелей СПВ совместно с кабелями связи, если напряжение не превышает 240 В. При большем напряжении длина участка линии, имеющей параллельную прокладку, не должна превышать 2 км для кабеля МРМПЭ (магистральный, радио с медными жилами,в полиэтиленовой изоляции, экранированный) и 3 км для кабеля МРМПЭБ (то же, что и МРМПЭ с добавлением — бронированный). Расстояние между кабелями СПВ и кабелями связи / зависит от длины параллельного пробега А/ и типа кабеля. Так, для МФ (960 В НЧ и 120 В ВЧ) кабеля МРМПЭ при /==50 м Д/= =32 см, а при /=2,0 км А/=88 см. Для кабеля МРМПЭБ при тех же значениях / Д/=14 и 38 см соответственно.

Провода воздушных линий ПВ должны обладать достаточно малым сопротивлением, большой механической прочностью и устойчивостью против коррозии. Для воздушных РФ и МФ применяют оцинкованные стальные, сталеалюминиевые и сталемедные биметаллические провода. Последние два типа провода имеют стальную сердцевину, на которую нанесено соответственно алюминиевое или медное покрытие, диаметром, мм.

БСМ (биметаллический сталемедный) . . . . . . 3 ... 5

БСА-5,1 (биметаллический сталеалюминиевый) . . . .5,1

БСАц4,3 4,3

Стальные провода имеют значительно большие сопротивления, чем биметаллические, и сильнее коррозируются.

Для РФ и МФ большой протяженности применяют кабель МРМ-1,2 (магистральный, радио с медными жилами диаметром 1,2 мм), а для РФ небольшой протяженности кабель ПРВПМ-1,2 (провод радио в полиэтиленовой изоляции, парный с медными жилами диаметром 1,2 мм) или ПРППМ—1,2 (то же, что ПРВПМ, с изменением: в поливинилхлоридной изоляции).

Для внутридомой проводки (абонентские линии) используют кабели ПТПЖ-1,2 (провод трансляционный в полиэтиленовой изоляции со стальными жилами диаметром 1,2 мм), а также телефонный кабель ТРП (телефонный распределительный в полиэтиленовой изоляции с медными жилами диаметром 0,5 мм).

В результате прямого попадания молнии или контакта воздушных линий ПВ с проводами электросети в распределительной сети ПВ возникают высокие напряжения, которые могут вызвать повреждение линейных сооружений и станционного оборудования. Поэтому выходные устройства станций и линий ПВ оборудуются защитными устройствами, представляющими собой со стороны станции газонаполненные, а со стороны линии — искровые разрядники. Все стойки заземляют проводом, подвешенным параллельно проводам фидера, а деревянные опоры линий, подвешенных на столбах, снабжают молниеотводами.

ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА ЛИНИЙ

Если сопротивление нагрузки линии выбрано равным волновому (согласованная нагрузка), то сигнал вдоль линии от начала к концу будет монотонно уменьшаться (апериодический режим работы). На рис. 11.3 показано изменение модуля коэффициента передачи k=U_x/Ui по длине линии для двух частот /=50 и 10 000 Гц. Коэффициент передачи уменьшается с увеличением длины линии и частоты сигнала. Наибольшая неравномерность частотной характеристики наблюдается в конце линии.

Если сопротивление нагрузки не равно волновому, то появляются отраженные волны напряжения и тока. При сложении падающей и отраженной волны образуются пучности (/_п=/_макс[/_п= = с/_Макс) и узлы (U_y=0, /_у=0) напряжения и тока. Расстояние между узлами или пучностями равно половине длины волны (рис. 11.4).

Если линия работает в режиме холостого хода (Z=oo)_t то на нижних частотах напряжение монотонно уменьшается от начала к концу, т. е. в линии установится апериодический режим работы. С увеличением частоты реактивные составляющие аЬ_л и ©С_л коэффициента распространения у увеличиваются быстрее, чем активные Rn и Gji. Поэтому на высоких частотах устанавливается колебательный режим работы. В конце линии при Z_H=oo всегда устанавливается пучность напряжения и узел тока (рис. 11.4). Если в линии укладывается четверть длины волны {1=%/А). то на ее конце образуется наибольший подъем напряжения (£/„= = ^макс). Частоту fo, при которой укладывается К/4, называют собственной частотой линии (рис. 11.5, /4). Если линия имеет достаточно большую длину 1>Х/4, то между ее началом и концом может образоваться несколько пучностей и узлов напряжения и тока (fs, /в)- О помощью рис. 11.5 построены частотные характеристики для расстояний 1\ и /₂ от начала линии (рис. .11.6). И

графиков, приведенных нарис. 11.5 и 11.6, можно сделать следующие выводы. Если на верхней частоте вещательного сигнала соотношение между длинами волны и линии будет /,^3=Я/4, то наибольшая неравномерность частотной характеристики будет наблюдаться в ее конце. При этом будет иметь место подъем на верхнейчастоте. Если на верхней частоте f_B укладывается более А,/4, то неравномерность частотной характеристики в промежуточной точке (рис. 11.6, кривая 1) может быть значительно выше, чем в конце линии (кривая 2). При этом может наблюдаться спад АЧХ на верхней частоте. Последний вывод особенно важно учитывать при расчете распределительных фидерных линий, нагрузка которых подключается по всей их длине

КОРРЕКЦИЯ ЧАСТОТНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В линиях

Коррекция АЧХс помощьюЯС-цепи.У электрически короткой линии (/<У⁴) АЧХ корректируют внесением дополнительных активных потерь на верхних частотах, в результате чего режим линии приближается к апериодическому. Чтобы невносить дополнительных потерь на средних и низких частотах, последовательно с нагрузкой включается конденсатор. Емкость его выбирается такой, чтобы полное сопротивление последовательной /?С-цепи, подключаемой параллельно нагрузке в конце линии, на верхней частоте было близким к сопротивлению R, а на низких и средних частотах значительно его превышало. Для электрически короткой линии выбирают R={2 ... 3)Z„._B, где Z_B._B —модуль волнового сопротивления линии на верхней частоте рабочего диапазона. На рис. 11.7 показан результат действия корректирующей цепи. Кри-

326 вые 1 и 2 соответствуют изменению коэффициента передачи на нижней /_н и верхней — /_в частотах. Кривая 3 показывает изменение коэффициента передачи на верхней частоте после подключения ЯС-цепи. Как видно из рисунка, неравномерность частотной характеристики уменьшается.

Коррекцияс помощью понижающего трансформатора.Если длина воздушной фидерной линии велика, можно применить корректирующий понижающий трансформатор, с помощью которого линия делится на два участка (рис. 11.8,а): электрически короткий (/=£^в/4) и электрически длинный (/г>^в/4). Впределах первого участка на верхних частотах осуществляется колебательный режим, в результате чего в конце участка в месте включения корректирующего трансформатора образуется пучность напряжения (рис. 11.8,6). Вкачестве корректирующего трансформатора применяют понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 1,9...3,8, обеспечивающий режим работы первого участка в области верхних частот, близких к режиму холостого хода.

На втором участке включением согласованной нагрузки в конце линии обеспечивается апериодический режим работы. Как видно из рис. 11.8,6, подъем напряжения на верхних частотах (кривая /_Е') компенсирует спад напряжения (кривая /_в), образующегося в конце второго участка линии. Врезультате коррекции неравномерность АЧХ может быть снижена до требуемого значения, а длина воздушной линии увеличена до 20 км.

Коррекция методом пупинизации.Для увеличения допустимой длины длинных линий можно корректировать частотные искажения путем уменьшения затухания на верхних частотах методом пупинизации. Расчеты показывают, что минимальное затухание напряжения в линии достигается при выполнении условия к_лС_л= =L.iG_n. Вэтом случае вещественная часть коэффициента распро-

327 странения у имеет наименьшее значение а_мин=)/"#л<3л. Практически L_nGn<RnC_n, поэтому можно уменьшить затухание, искусственно увеличив индуктивность линии. Метод пупинизации состоит в том, что в линии на определенных расстояниях 5 включают катушки индуктивности L_K, имеющие активное сопротивление R_K (рис. 11.9). В результате этого километрическая индуктивность увеличится на значение L_K[S и будет £_я=£_л + /__к/5. Километри-

ческое сопротивление пупинизированной линии /?₅ =/?_л + .

Величинами G_K/S и C_K/S пренебрегают ввиду их малости, поэтому можно считать G_s~Gj, и C_smC„,

Воздушные фидерные линии пупинизируют при длине более 10 км, при этом длина линии может быть увеличена до 40 км. Для воздушных линий катушки индуктивностью L_K=40 мГн устанавливают через 2 км. Для линии кабеля ПРППМ 2X1,2 длиной 10...20 км используют катушки индуктивностью L_K=10 мГн и сопротивлением #_к=4 Ом, для линий из кабеля МРМ 2X1,2 длиной 12... 25 км — катушки L_K=20 мГн. Катушки устанавливают по длине линии через 1 км. В конце пупинизированных линий для выравнивания АЧХ устанавливают корректирующие /?С-цепи. Пупинизированная линия имеет свойства фильтра нижних частот С частотой среза [_ср = (тсЗ YCJL_s)~^l (частота среза — частота,

на которой коэффициент передачи уменьшается на 3 дБ). Поскольку на частотах выше f_cp затухание пупинизированной линии резко увеличивается, ее нельзя использовать для передачи ВЧ сигнала ТПВ.

Коррекция АЧХ соединительных линий. Соединительные линии предназначены для передачи вещательных сигналов с низким уровнем: уровень вещательного сигнала N=+15 дБ. Соединительная линия работает на согласованную нагрузку, поэтому сигнал от начала к концу монотонно уменьшается. Если на вход линии подавать синусоидальные сигнал

частотами, изменяющимися от /_н до /в, и одинаковыми уровнями, то из-за того, что затухание с_л зависит от частоты (рис. 11.10), выходные уровни для разных частот будут разными. Частотную характеристику СЛ принято корректировать с помощью четырехполюсника, имеющего заданную частотную характеристику. Этот четырехполюсник обычно называют корректирующим контуром КК. Корректирующий контур может включаться в конце и начале линии. Если КК включается в конце, то уровень сигнала частоты 1000 Гц на входе устанавливают равным 15 дБ. При подключении КК суммарное зату-_ххание, вносимое линией а_л и КК а_кк на любой частоте спектра вещательного сигнала, должно быть постоянным а₂=а_л+а_Кк;. Эго может быть достигнуто, если частотная характеристика КК будет являться зеркальным отображением частотной характеристики СЛ (рис. 11.10). Идеальной точности коррекции АЧХ СЛ, как правило, достичь не удается, да этого и не требуется. Неравномерность АЧХ СЛ нормируется в пределах 1,5... 3 дБ. На рис. 11.11 приведена часто применяемая в качестве КК схема мостового Т-образного контура. Входное сопротивление R₀ контура частотно-независимо при сопротивлении нагрузки R_K=Ro.

<== предыдущая лекция	\|	следующая лекция ==>
ПРИЕМ И ПЕРЕДАЧА ПРОГРАММ ВЕЩАНИЯ	\|	Тема 6.5 Современные системы проводного вещания

Дата добавления: 2016-03-27; просмотров: 1773;