3.1.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАР ЖИЛ НИЗКОЧАСТОТНЫХ КАБЕЛЕЙ

Обзор электрических характеристик пар жил низкочастотных кабелей приведен в табл. 3.2. Для сравнения в этой же таблице приведены сведения и о воздушных линиях, которые, однако, по указанным выше причинам далее рассматриваться не будут.

Для передачи данных важны не только сами значения параметров, приведенные в табл. 3.2 для частоты 800 Гц, но и их зависимость от частоты. Поэтому на рис. .3.4 показаны наиболее существенные характеристики жильных пар кабелей — коэффициент затухания, удельное ГВЗ и волновое сопротивление (см. разд. 3.1.1.1) в функции от частоты.

(кликните для просмотра скана)

Как видно из рис. 3.4а, коэффициент затухания в соответствии с сначала, для низких частот, возрастает пропорционально затем менее круто и для высоких частот, на которых уже действует скин-эффект, снова, как Время пробега волны (рис. 3.4 б) - как удельное время распространения фазы, так и вначале согласно (3.3) уменьшается с возрастанием чатоты и примерно при достигает постоянного значения около

Модуль волнового сопротивления (рис. 3.4в) с увеличением частоты согласно (3.5) примерно до уменьшается, как а приблизительно со практически уже не меняется и составляет около 150 Ом. В этой области (выше фазовый угол волнового сопротивления приблизительно равен нулю по (3.6), т. е. мнимая часть волнового сопротивления (рис. 3.46) (пренебрежимо мала по сравнению с его вещественной частью (рис. , иначе говоря, волновое сопротивление здесь приблизительно вещественно. Таким образом, если линия замкнута на сопротивление около 150 Ом, то на частотах свыше можно использовать характеристики затухания и времени запаздывания, приведенные на рис. 3.4а, При частотах ниже приведенные на этих рисунках значения справедливы лишь в том случае, если линия замкнута на соответствующее данной частоте волновое сопротивление и если рассматриваемая область частот так мала, что волновое сопротивление можно считать приближенно постоянным. Если же это не так, то зависимость затухания и ГВЗ от частоты должна быть рассчитана с учетом определенной длины кабеля и сопротивления нагрузки.

На следующих рисунках показано затухание, рассчитанное по модулю отношения напряжений на передающем и приемном концах линий, и ГВЗ, вычисленное по для различных значений сечения провода, длины линии и сопротивления нагрузки в зависимости от частоты. При этом положены в основу данные табл. 3.2 и учитывается скин-эффект.

На рис. 3.5 и 3.6 показаны частотные характеристики затухания и ГВЗ при сопротивлении нагрузки линии 600 Ом, обычном для телефонных сетей. Обнаруживается, что в полосе ТЧ, т. е. в диапазоне частот от 300 до 3400 Гц, неравномерность отличие ГВЗ от его значения при определенной частоте в интересующем нас диапазоне (в полосе от 300 до 3400 Гц можно, например, выбрать -менее следовательно, незначительна по сравнению с высокочастотными каналами (см. разд. 3.2.2.4). Неравномерность ГВЗ и затухания будет меньше, если жильные

Рис. 3.4. (см. скан) Частотные характеристики низкочастотных кабелей табл. 3.2) с различным диаметром жил и с разными изолирующими материалами: а) коэффициента затухания а; б) удельного времени распространения фазы (кривые 1, 2, 3); удельного группового времени замедления (кривые 4, 5, б) (из-за недостатка места на графике показаны только кривые для изоляции из сплошного полиэтилена); в) модуля волнового сопротивления вещественной части волнового сопротивления мнимой части волнового сопротивления

(кликните для просмотра скана)

пары замкнуты на сопротивления, низкоомные по сравнению с волновым сопротивлением (рассогласование при сопротивлении источника, превышающем сопротивление нагрузки). Это показывают пунктирные кривые на рис. 3.56 и 3.6 при внутреннем сопротивлении источника 25 Ом и сопротивлении нагрузки, т. е. входном сопротивлении приемника 200 Ом. Такое рассогласование особенно благоприятно, если для передачи данных используется весь частотный диапазон в пределах примерно в котором затухание и ГВЗ сильно меняются, поскольку меньшие неравномерности затухания и ГВЗ дают и меньшие искажения сигнала (см. разд. 5.2.1). Так, рассогласование применяется, например, в модемах для связи на близкие расстояния со скоростью до 9,6 кбит/с (см. том 2, разд. 7.3.1.1).

Рис. 3.5. (см. скан) Частотные характеристики затухания низкочастотных кабелей типа при различных значениях диаметра жил, их сопротивления постоянному току, внутреннего (выходного) сопротивления передатчика и сопротивления оконечной нагрузки (см. табл. 3.2). Длина кабеля, соответствующая заданному сопротивлению постоянному току, указана в скобках под значением диаметра жилы: а) сопротивление постоянному току 0,6 кОм; б) сопротивление постоянному току

При подключении волнового сопротивления около 150 Ом затухание и ГВЗ сильно изменяются только в пределах примерно на более высоких частотах изменения меньше. На рис. 3.7 показаны характеристики затухания и ГВЗ для этого случая при диаметре жил и различной длине линии. Выше показанной

области частот затухание возрастает и дальше, а ГВЗ остается практически постоянным.

Очень малое внутреннее сопротивление передатчика по сравнению со 150 Ом хотя и влияет на ход кривой в области низких частот, но для высоких частот не вносит серьезных изменений.

Рис. 3.6. Частотная характеристика ГВЗ, рассчитанного по для кабелей типа (см. табл. 3.2) с сопротивлением постоянному току (соответствующая длина кабеля указана в скобкахпод диаметром жилы)

Графики затухания и ГВЗ при нулевом внутреннем сопротивлении передатчика показаны на рис. 3.8а и б; здесь по сравнению с рис. 3.7 отражены характеристики и на более высоких частотах.