Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений icon

Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений



НазваниеЛекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений
Дата17.10.2016
Размер
ТипЛекция

СОДЕРЖАНИЕ


Лекция 10………………………………………………………………….2

Тема 2.12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений………………………………………………………2

Тема 3.1 Измерение параметров передачи четырехполюсников……....7

Лекция 11…………………………………………………………………..9

Тема 3.2 Измерение АЧХ четырехполюсника. Характериограф………9

Лекция 12…………………………………………………………………12

Тема 3.3 Измерение параметров, характеризующих нелинейные искажения Ан, Кг, Кн…………………………………………………………….12

Тема 3.4 Измерение параметров, характеризующих помехи. Псофометр……………………………………………………………………….15

Тема 3.5 Измерение параметров взаимного влияния………………….17

Лекция 13…………………………………………………………………12

Тема 4.1 Измерение параметров цепей связи постоянным током……19

Лекция 14…………………………………………………………………12

Тема 4.2 Измерение рабочего затухания и усиления четырехполюсника……………………………………………………………...29


1

ЛЕКЦИЯ 10

Тема 2.12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений

^ РАЗДЕЛ 3 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Тема 3.1 Измерение параметров передачи четырехполюсников

Тема 2.12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений

Для измерения величин сопротивления используют мостовые схемы. Схема моста постоянного тока приведена па рисунке 2.28.



Рисунок 2.28 – Схема моста постоянного тока

Мост содержит четыре резистора R1, R2, R3, R4 - образующих че­тыре плеча АС, AD, DB, ВС. В диагональ АВ включен индикатор нуля, а в диагональ CD - источник питания схемы. Изменяя сопро­тивления плеч моста, можно добиться равенства потенциалов в точ­ках А и В, а следовательно отсутствие тока через индикатор. Если бу­дет выполняться условие R1*R3 = R2*R4, то ток в цепи индикатора бу­дет отсутствовать. Это условие еще называют балансом моста и резиcтop R4, включенный в плечо, смежное но отношению к измеряемому, называют образцовым плечом сравнения. Он является основным эле­ментом при определении сопротивления Rx. Отношение сопротивле­ний R2/R3 меняется скачкообразно с кратностью 10n. Это обеспечи­вает широкие пределы измерений.

Мостовые схемы применяют в приборах ПКП для измерения электрических параметров кабельных линий - электриче­ского сопротивления каждой жилы, электрического сопротивления шлейфа, электрического сопротивления омической асимметрии, элек­трического сопротивления изоляции.

Кабельная линия состоит из жил, покрытых изоляцией. Каждая жила имеет свое собственное сопротивление (например, линия двух­проводная - жилы "а" и "б"). Значит, Ra и Rб. Сумма этих двух сопро­тивлений даст Rшл, т.е. Rшл = Ra + Rб. Разность этих сопротивлений называется омической асимметрией ΔR = Ra - Rб. Так как жилы име­ют изоляцию, то можно измерить сопротивление изоляции между жилами Rизаб и сопротивление изоляции между каждой жилой и зем­лей Лиза и Яизб.

2

Если в схеме моста постоянного тока заменить в плечах сопротивления резисторов полными сопротивлениями некоторых двухполюсников, то получим схему моста переменного тока. На рисунке 2.29 приведена общая схема моста переменного тока.



Рисунок 2.29 – Схема моста переменного тока

Такой мост питается переменным напряжением, обычно от гене­ратора синусоидальной формы. В качестве индикатора баланса ис­пользуют электронные вольтметры. Условие равновесия (баланс мос­та) записывается следующим образом:

Z1*Z3 = Z2* Z4

Заменив сопротивление Z его выражением в показательной фор­ме, получим:

|Z1|еjφ1 *|Z3| еjφ3 = |Z2| еjφ2*|Z4| еjφ4

где |Z1|, |Z2|, |Z3|, |Z4| - модули полных сопротивлений плеч;

е1, е3, е2, е4 - фазовые сдвиги между током и напряжением в соответствующих плечах.

Тогда условие баланса распадается на два условия равновесия:

|Z1|*|Z3| = |Z2|*|Z4| и

е1 + е3 = е2 + е4

Из этого следует, что мост переменного тока можно уравновесить регулировкой не менее двух элементов схемы с переменными пара­метрами, так как нужно добиваться равновесия по модулям и фазам раздельно.

Практически мост можно привести в равновесие только последо­вательными приближениями, так как даже при раздельных регули­ровках активных и реактивных составляющих модуль и фаза изменяются одновременно.

Второе условие равновесия моста переменного тока — суммы фа­зовых сдвигов в противолежащих плечах должны быть равны друг другу, определяют построение схемы моста. То есть, если в первом и третьем плечах включены резисторы, то во втором и четвертом плечах должны находиться реактивные со­противления с обратными знаками.


3

Измерение сопротивления заземления

Одним из мероприятий, проводимых для защиты линий связи от влияния внешних электромагнитных полей, является заземление, ко­торое используется в комплексе с разрядниками, молниеотводами, грозозащитными тросами, а также самостоятельно (рабочие, защит­ные и линейно-защитные заземления).

Заземлением называется устройство, состоящее из заземлителей и проводников, соединяющих заземлители с электрическими установ­ками.

Заземлитслем называется металлический проводник или группа проводников любой формы (труба, шина, проволока, стержень, лист), находящихся в непосредственном соприкосновении с землей и пред­назначенных для создания электрического контакта определенного сопротивления.

Сопротивлением заземления называется сумма сопротивлений подводящих проводов и прилегающих слоев грунта.

В зависимости от выполняемых заземлениями функций различа­ют рабочее, защитное, линейно-защитное и измерительное заземле­ния.

Рабочим заземлением называется заземляющее устройство, пред­назначенное для соединения с землей аппаратуры проводной связи с целью использования земли в качестве одного из проводов электриче­ской цепи (например, дистанционное питание необслуживаемых усилительных пунктов (НУП) но системе "провод-земля").

Защитным заземлением называется заземляющее устройство, предназначенное для соединения с землей молниеотводов, оболочек кабеля, цистерн НУП, а также металлических частей силового обору­дования, устройств проводной связи, которые не находятся, но могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции проводников, несущих рабочий ток, и служат для защиты обслуживающего персо­нала, линий и аппаратов от опасных напряжений и придания устройствам связи потенциала земли.

Линейно-защитным заземлением называется заземляющее уст­ройство, предназначенное для заземления металлических покровов кабелей (оболочек и экранов) по трассе кабелей и на каждой станции, куда заходят кабели.

Измерительным заземлением называется вспомогательное зазем­ление, предназначенное для контрольных измерений сопротивлений рабочего и защитного заземлений в установках проводной связи.

Норма сопротивления заземления зависит от его назначения. Так, для междугородных телефонных станций (МТС), обслуживаемых усилительных пунктов (ОУП), питающих дистанционно НУП по сис­теме "провод-земля", и для НУП сопротивление рабочего заземления рассчитывается исходя из допустимого падения напряжения тока дис­танционного питания на заземлителе.

4

В любом случае сопротивления рабочих заземлений не должны превышать 10 Ом в грунтах с удель­ным сопротивлением до 100 Ом*м и 30 Ом для грунтов с удельным сопротивлением более 100 Ом*м.

Защитные заземления МТС, ОУП и НУП должны быть не более 10 Ом для грунтом с удельным сопротивлением до 100 Ом*м и не более 30 Ом для грунтов с удельным сопротивлением более 100 Ом*м.

Сопротивления линейно-защитных заземлений для оболочек ка­белей, проложенных в грунте, должны быть не более 10 Ом для грун­тов с удельным сопротивлением 100 Ом*м; 20 Ом для фунтов с удельным сопротивлением 100 - 500 Ом*м и 30 Ом для грунтов с удельным сопротивлением свыше 500 Ом*м.

Сопротивление заземления может быть измерено методами амперметра-вольтметра, трех измерений и компенсации.

Метод амперметра-вольтметра



Рисунок 3.1 – Схема измерения сопротивления заземления методом амперметра-вольтметра

Суть этого метода заключается в измерении силы тока, проходя­щего через измеряемое заземление, а также падения напряжения, соз­даваемого током между измеряемым заземлением и вспомогательным заземлителем.

Порядок измерения следующий:

-создают схему измерения;

-фиксируют показания измерительных приборов и рассчитывают сопротивление заземления по формуле:

Rx=U/I

где U — показание вольтметра, в В;

I - показание амперметра, в А.

При измерении по схеме (см. рисунок 3.1). U и I - средние значе­ния показаний приборов при двух направлениях тока.

На принципе амперметра-вольтметра основана работа логометрического измерителя сопротивлений заземлений типа МС - 08.

При использовании этого прибора значение Ry определяют непо­средственно по шкале.


5

Метод трех измерений

Суть этого метода заключается в поочередном измерении сопро­тивлений заземлений трех пар заземлителей. Порядок измерения сле­дующий:

-создают первую схему измерения (см. рисунок 3.2) уравновеши­вают мост и рассчитывают величину Rxy = n*Rm1 (Rxy = Rx + Ry);

-вместо заземлителя "Y" к мосту подключают заземлитель "Z". Уравновешивают мост и рассчитывают величину Rxz = n *Rm2;

-вместо заземлителя "X" к мосту подключают заземлитель "Y". Уравновешивают мост и рассчитывают величину Ryz = n *Rm3;

-рассчитывают измеряемое сопротивление заземления Rx по формуле Rx = 0,5 (Rxy + Rxz - Ryz), аналогично рассчитывают вели­чины Ry и Rz.



Рисунок 3.2 – Схема измерения сопротивления заземления методом трех измерений

Метод компенсации

Суть этого метода заключается и подборе такого положения движка калиброванного резистора R (см. рисунок 3.3), при котором падение напряжения Ur на левой (по схеме) части резистора R равно падению напряжения Ux на измеряемом заземлителе. При равенстве этих напряжений в индикаторе отсутствует ток. Порядок измерения сопротивления заземления этим методом следующий:

-создают схему измерения (см. рисунок 3.3);

-плавно изменяя положение движка и подбирая коэффициент трансформации, добиваются отсутствия тока в индикаторе;

-рассчитывают сопротивление заземления Rх:

Rx=R*n

где R - показание шкалы переменного резистора в момент компенса­ции, в Ом;

n - коэффициент трансформации.

На принципе компенсации основана работа измерителя сопротив­лений типа М - 416.


6



Рисунок 3.3 – Схема измерения сопротивления заземления методом компенсации

^ РАЗДЕЛ 3 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Тема 3.1 Измерение параметров передачи четырехполюсников

Измерение входного сопротивления цепей

Из теории передачи электрических сигналов известно, что каче­ство передачи сигналов во многом зависит от режима работы цепи. Вели цепь работает в согласованном режиме, то есть сопротивление приемника Zпр равно волновому сопротивлению цепи Zв (полное со­противление цепи, которое препятствует распространению электро­магнитной волны), то мощность сигналов ослабляется только за счет собственного затухания цепи, взаимные влияния между цепями ми­нимальны и искажения сигналов также минимальны.

Если цепь работает в несогласованном режиме, то есть Zпр ≠ Zв, то в цепи кроме электромагнитных волн, распространяющихся от ге­нератора к приемнику, появляются отраженные (встречные) волны. Это создаст дополнительные потери мощности в самой цепи. Основ­ным параметром, определяющим согласованный режим работы цепи, является входное сопротивление.

Входным сопротивлением называется сопротивление, которое встречает электромагнитная волна в начале цепи.

Добиться идеального режима согласования работы цепей практи­чески невозможно, так как цепи связи имеют свое сопротивление, а аппаратура систем передачи свое сопротивление.

Входное сопротивление цепи может быть измерено методом сравнения или нулевым методом.

Метод сравнения дает возможность определить модуль входного сопротивления.

Собрав схему, приведенную на рисунке 3.4, настраивают измери­тельный генератор на какую-нибудь определенную частоту сигнала с выходным уровнем по напряжению таким, чтобы в процессе измере­ния стрелка индикатора больше отклонялась и пределах шкалы.

7



Рисунок 3.4 – Схема измерения модуля входного сопротивления

Ключ S в положение I - измеряем уровень по напряжению на входе цепи. Ключ S в положение 2-е помощью магазина сопротивлений Rm до­биваемся такого же значения уровня, что был ранее. Результат изме­рения модуля входного сопротивления считывают по показаниям ма­газина сопротивлений, то есть:

|Zвx| = RM

Зная Zвx, можем определить коэффициент отражения р по фор­муле

р = (Zвx – Zпр)/(Zвx + Zпр)

Затухание несогласованности Ан является во многих случаях значительно более удобным параметром несогласованности, чем коэффициент отражения, так как позволяет оценить несогласованность в децибелах. Затухание несогласованности Ан определяется по форму­ле:

Ан = 20lg|(Zвx – Zпр)/(Zвx + Zпр)|

Если затухание измеряемой цепи не превышает 13 дБ, то по дан­ному методу измеряют модули входных сопротивлений цепи в режи­ме холостого хода (|Zxx|) и в режиме короткого замыкания (|Zкз|), a затем рассчитывают модуль входного сопротивления по формуле:

|Zвx| = √|Zxx|*|Zкз|

Если затухание больше 13 дБ, измерения производятся по той же схеме, только в конце цепи включают нагрузку, сопротивление кото­рой Rпр равно номиналу входного сопротивления аппаратуры. Из это­го следует, что в данном случае:

|Zx| = |Zвx|

Нулевой метод даст возможность определить модуль |Zвx| и угол φвх входного сопротивления. Данный метод распадается на два: из­мерение входного сопротивления магазинным мостом и измерение входного сопротивления дифференциальным мостом. Выбор этих ме­тодов зависит от диапазона частот, для которых производятся изме­рения. Если диапазон НЧ, то пользуемся магазинным мостом, а для диапазона ВЧ пользуемся дифференциальным мостом.

^ Литература [1] с. 67 – 75


8

ЛЕКЦИЯ 11

Тема 3.2 Измерение АЧХ четырехполюсника. Характериограф

Измерение амплитудной характеристики четырехполюсника

Нелинейные искажения возникают из-за наличия нелинейных элементов в цепях. Нелинейные искажения - гармоники высшего по­рядка, которые появляются в выходном напряжении сигнала, прохо­дящего через нелинейные элементы, но которых нет во входном сиг­нале.

Нелинейные искажения можно измерить различными методами. Один из методов - это определение нелинейных искажений по ампли­тудной характеристике четырехполюсника. В качестве четырехпо­люсника возьмем усилитель и рассмотрим данный случай.

Амплитудная характеристика - это зависимость напряжения на выходе от напряжения на его входе. Эта зависимость представлена на рисунке 3.5.



1 – идеальная АХ

2 – реальная АХ

Рисунок 3.5 – Амплитудная характеристика усилителя

Амплитудная характеристика реального усилителя не проходит через начало координат и изгибается при малых значениях из-за соб­ственного шума на выходе усилителя. На участке АВ амплитудная характеристика близка к прямой линии, что соответствует линейному участку характеристики усилительных элементов. При дальнейшем увеличении входного напряжения происходит уменьшение прираще­ния выходного напряжения по сравнению с приращением входного сигнала из-за увеличения нелинейности усилительного элемента. Точка перегиба В определяет максимальный входной сигнал, превы­шение которого будет вызывать увеличение нелинейных искажений. Таким образом, максимальный входной сигнал ограничен величиной, при котором происходит значительное увеличение нелинейных иска­жений, минимальный входной сигнал - уровнем собственных шумов усилителя.

Практически амплитудная характеристика измерителя по следующей схеме


9



Рисунок 3.6 – Схема для измерения АХ усилителя

Ha выходе генератора по измерителю уровня ИУ установим за­данную частоту с уровнем L0. Затухание dB1 установим максималь­ное, значит уровень Lвx на входе усилителя - минимальный. На вы­ходе усилителя уровень Lвыx, затухание dВ2 установим, равное 0. ИУ2 показывает уровень Lвыx.

Затем ступенчато уменьшаем затуха­ние dB1, следовательно, уровень на входе усилителя Lвx будет сту­пенчато увеличиваться. Соответственно, будет увеличиваться уровень Lвыx на выходе усилителя. Изменяя затухание магазина dВ2 добиваемся, чтобы ИУ2 показывал уровень L0. Если характери­стика линейна, то уменьшению dB1 будет соответствовать такое же увеличение dB2. Если такого нет, то амплитудная характеристика нелинейна, и усилитель работает в режиме нелинейных искажений.

Измерить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) четы­рехполюсника, т.е. зависимость коэффициента передачи четырехпо­люсника от частоты, можно с помощью перестраиваемого генератора и вольтметра. В этом случае искомая зависимость строится по точкам. При этом возможны потери отдельных элементов АЧХ в промежут­ках между ними. Процедура измерения занимает сравнительно мно­го времени, в течение которого возможно изменение измеряемой АЧХ под воздействием различных дестабилизирующих фактором.

Измерительная задача решается более оперативно при использо­вании специального панорамного измерителя АЧХ с осциллографическим индикатором. Отечественные приборы для исследования АЧХ обозначаются «X1».

Рассмотрим структурную схему измерителя АЧХ, приведенную на рисунке 3.7.



Рисунок 3.7 – Схема измерителя АЧХ с ЭЛТ

10

Измерительный сигнал вырабатывается генератором качающейся частоты (ГКЧ), которым управляет пилообразное напряжение, посту­пающее с генератора модулирующего напряжения.

В результате воз­действия модулирующего напряжения частота синусоидального ко­лебания генератора качающейся частоты (ГКЧ) изменяется по линей­ному закону. После окончания одного периода модулирующего коле­бания частота ГКЧ возвращается к значению fmin и снова возрастает по линейному закону.

Модулированный по частоте сигнал с ГКЧ поступает на усили­тель и аттенюатор. Усилитель служит для усиления измерительного сигнала, а также исключения влияния перестраиваемого аттенюатора на ГКЧ. Аттенюатор в совокупности с усилителем позволяет изменять и широких пределах напряжение выходного сигнала.

Вход исследуемого четырехполюсника соединяется с выходом измерительного прибора. Сигнал с его выхода возвращается обратно в измерительный прибор. Если исследуемый четырехполюсник содер­жит детектор (например, усилитель с детектором), то сигнал через ат­тенюатор и переключатель поступает на усилитель вертикального от­клонения и на пластины ЭЛТ. Если исследуемый четырехполюсник детектора не содержит, то сигнал через переключатель поступает на предварительный усилитель, в котором сигнал усиливается и детек­тируется, а затем подается па усилитель вертикального отклонения.

При прохождении через исследуемый четырехполюсник частот­но-модулированный сигнал приобретает амплитудную модуляцию, причем огибающая несет информацию о форме АЧХ исследуемого объекта. В результате воздействия продетектированного сигнала на вертикально отклоняющие пластины и пилообразного напряжения развертки на горизонтально отклоняющие пластины на экране ЭЛТ образуется изображение АЧХ. Модулирующее напряжение для ГКЧ и напряжение развертки ЭЛТ формируются одним генератором, поэто­му отклонение луча на экране и изменение частоты колебаний, воз­действующих на исследуемый четырехполюсник, осуществляются синхронно. Таким образом, ось X на экране ЭЛТ является одновре­менно и остью времени и осью частот.

Для измерения частотных параметров АЧХ исследуемого четы­рехполюсника необходимо знать частоты, соответствующие опреде­ленным точкам горизонтальной оси, для чего используют специаль­ные метки. Метки образуются путем смешивания сигналов опорной и качающейся частот в блоке частотных меток, который содержит гене­ратор опорных частот, стабилизированный кварцем. Путем переклю­чения резонатора опорной частоты генератор перестраивается на не­сколько опорных частот, например, 1, 10 и 100 кГц.

11

Сигнал с опорного генератора поступает на широкополосный усилитель, в котором уси­ливается как сигнал основной частоты (например, 1 кГц), так и его гармоники (2, 3, 4 кГц и т.д.). Таким образом, образуется сетка частот.

Переключением основной частоты можно добиться сетки частот с дискретностью 10 и 100 кГц. Выбор опорных частот и гармоник зави­сит от частоты диапазона, на которую рассчитан прибор.

Сигналы формируемых частот поступают на смеситель, на кото­рый подается также сигнал с ГКЧ. При совпадении частоты ГКЧ с гармониками опорных частот на выходе смесителя образуются сигна­лы, из которых с помощью фильтра низких частот формируются час­тотные метки. После усиления метки поступают на усилитель верти­кального отклонения и наблюдаются на экране ЭЛТ в виде верти­кальных всплесков.

В этом случае целесообразно представление АЧХ на экране ЭЛТ в логарифмическом масштабе, как это принято при графическом ме­тоде изображений.

В маркерных устройствах (для получения яркостных и масштабных меток) используются контуры, настроенные на разные частоты для диапазона ГКЧ.

Частота метки настройки определяется



где fм — частота метки, Гц;

^ L - индуктивность контура, Гн;

С - емкость контура, Ф.

Литература [3] с. 272 – 277


ЛЕКЦИЯ 12

Тема 3.3 Измерение параметров, характеризующих нелинейные искажения Ан, Кг, Кн

Тема 3.4 Измерение параметров, характеризующих помехи. Псофометр

Тема 3.5 Измерение параметров взаимного влияния

Тема 3.3 Измерение параметров, характеризующих нелинейные искажения Ан, Кг, Кн

Из курсов ТЭЦ И ТЭС знаем, что электрические цепи делятся на линейные, нелинейные и параметрические. Последние два типа цепей отличаются от линейных тем свойством, что могут создавать новые гармонические составляющие в спектре отклика по сравнению со спектром входного сигнала.


12

В этом случае, когда это явление не используется в устройстве, содержащем данную цепь, оно весьма нежелательно, так как часто создает вредные побочные эффекты. Вызванные им изменения сигнала называются нелинейными искажениями. Источником нелинейных искажений являются элементы цепей, у которых ток не пропорционален приложенному напряжению. Это, как правило, электронные лампы, транзисторы, диоды, катушки индуктивности. Необходимость измерения нелинейных искажений связана с исследованием параметров усилителей и генераторов синусоидальных колебаний. Значение нелинейных искажений исследуемого устройства зависит от параметров сигнала и цепи. Так, нелинейные искажения зависят от амплитуды и сигнала. С увеличением амплитуд нелинейные искажения увеличиваются. Обычно при увеличении частоты нелинейные искажения в усилителе также увеличиваются.

Таким образом, нелинейные искажения представляют сложное явление. Поэтому существует множество методов измерения нелинейных искажений. Рассмотрим следующие из них:

1) Одночастотный метод

а) Метод подавления основной гармоники.

б) Метод анализа напряжений.

2) Двухчастотный метод.

Метод подавления основной гармоники

Продуктами нелинейных искажений в этом методе будут только высшие гармоники. Их амплитуды быстро уменьшаются с увеличени­ем номера. Поэтому при оценке нелинейных искажений практически можно пренебречь всеми гармониками выше третьей. Соответствую­щий коэффициент нелинейных искажений называется коэффициен­том гармоник и определяется по одной из двух формул:





где Кг - коэффициент гармоник в процентах или децибелах;

Кн - коэффициент нелинейности в процентах или децибелах;

U1, U2, U3 ... Un - напряжения соответствующих гармоник в воль­тах

Коэффициенты Кг и Кн связаны между собой следующим соот­ношением:



Применяется также затухание нелинейности Ан (дБл)

13



Наиболее удобно проводить измерения с помощью специальных измерителей нелинейных искажений (прибор С6 - 11). На рисунке 3.8 приведена структурная схема данного измерителя.



Рисунок 3.8 – Структурная схема измерителя НИ

Она содержит входное устройство ВУ, перестраиваемый режекторный фильтр РФ и квадратичный вольтметр с аттенюатором. Режекторный фильтр должен иметь бесконечное затухание на частоте первой гармоники измеряемого сигнала и нулевое затухание на часто­тах высших гармоник. Квадратичный вольтметр сначала с помощью переключателя соединяют с выходом входного устройства, после чего регулировкой аттенюатора устанавливают отклонение стрелки вольт­метра на всю шкалу, соответствующую 100 % Кн. Для измерений в диапазоне частот предполагается использование внешнего генерато­ра.

Метод анализа напряжений

Выше изложенный метод не воспроизводит реальных условий работы исследуемых объектов. Поэтому применяют метод анализа напряжений.



Рисунок 3.9 – Измерение НИ методом анализа напряжений

Сущность его в следующем: на вход исследуемого объекта пода­ется сигнал с генератора. При помощи фильтра из входного сигнала вырезается определенная узкая полоса частот. Па выходе исследуемо­го объекта в этой полосе частот образуются составляющие выходного сигнала, являющиеся продуктами нелинейных искажений. Эти со­ставляющие измеряют с помощью избирательного измерителя уров­ней.

Соответствующий коэффициент Кг рассчитывается по формуле



где Кг - коэффициент гармоник в децибелах;

L1, L2, L3 ... Ln - уровни соответствующих гармоник в децибелах.


14

Двухчастотный метод

При этом методе измеряемый сигнал представляет сумму двух гармонических сигналов, частоты которых не кратны между собой. В этом случае продуктами нелинейных искажений будут высшие гар­моники исходных частот и сигналы с комбинационными частотами. Па рисунке 3.10 приведена схема измерения нелинейных искажений двухчастотным методом.



Рисунок 3.10 – Измерение НИ двухчастотным методом

На сумматор подается сигнал от двух генераторов с равными амплитудами и близкими частотами. На вход исследуемого объекта подается комбинационная составляющая из двух синусоидальных сигналов. Коэффициент нели­нейных искажений определяется



Частоты f1 – f2 выбирают таким образом, чтобы разностная частота находилась в диапазоне рабочих частот исследуемого устройства и избирательного вольтметра. Затухание нелинейности по комбинаци­онной частоте f1 – f2 определяется



Тема 3.4 Измерение параметров, характеризующих помехи. Псофометр

Помехами называются напряжения или токи постороннего происхождения, появляющиеся в каналах связи и ограничивающие даль­ность передачи полезных сигналов. Помехи, частоты которых лежат в полосе звуковых частот, создают слышимый в телефоне или громко­говорителе шум, снижающий качество связи или вещания. Высоко­частотные помехи, проходя через аппаратуру канала связи, также мо­гут проявляться в виде шумов. Помехи в полосе видеочастот ухуд­шают изображение на экране кинескопа телевизора.

В зависимости от источника возникновения и от характера их воздействия помехи делятся на собственные помехи канала связи, взаимные, создаваемые влиянием каналов связи друг на друга, и внешние от посторонних электромагнитных полей.


15

^ Собственные помехи или шумы возникают от источников, нахо­дящихся в данном канале связи. Они существуют независимо от пе­редачи информации по другим каналам связи и в основном опреде­ляются следующими причинами: пульсация выпрямленного напряже­ния источников питания, недоброкачественными контактами в аппа­ратуре и на линиях, кратковременными короткими замыканиями, тресками, создаваемыми токами разряда конденсатора, микрофонны­ми шумами, нелинейными искажениями в аппаратуре тракта переда­чи и т.д.

^ Взаимные помехи, возникающие при передаче информации по соседним каналам, появляются в результате недостаточного переход­ного затухания между данным каналом и влияющими каналами, раз­личные повреждения в аппаратуре влияющих каналов.

^ Внешние помехи делятся на промышленные, радиопомехи, атмо­сферные и космические. Промышленные помехи создаются в резуль­тате влияния электромагнитных полей различных электронных уст­ройств: линии электропередачи, электрооборудование промышлен­ных предприятий, контактных сетей электрифицированного транс­порта (трамвая, троллейбуса). Радиопомехи возникают от излучения радиостанций различного назначения.

К атмосферным относятся помехи, вызванные различными атмо­сферными явлениями: магнитными бурями, грозовыми разрядами и т.д. К космическим - электромагнитные помехи, создаваемые излуче­нием Солнца.

Мешающее действие шумов в проводных каналах определяется отношением напряжения шумов к напряжению полезного сигнала. Это отношение оценивается разностью уровней полезного сигнала и шумов, называемой защищенностью канала от шума. Исследования показали, что при воспроизведении речи и музыки необходимо иметь определенное соотношение сигнал-шум. Нормальный прием речевого сигнала обеспечивается при 20дБ в телефонном канале. Хорошее вос­произведение радиовещания возможно при 40дБ. В телефонных и ве­щательных каналах мешающее действие шумов определяется наличием в их частотном спектре составляющих, которые наиболее сильно действуют на слух человека. Известно, что не вес частоты одинаково воспроизводятся телефоном и громкоговорителем и воспринимаются ухом. Доказано, что наибольшая чувствительность системы телефон-ухо лежит в области 800 Гц, а громкоговоритель-ухо в области 1000 Гц.

Помехи измеряются с учетом избирательности органов воспри­ятия и неравномерности АЧХ. Для этого при измерении помех в те­лефонных и вещательных каналах определяют не общее напряжение помех, а так называемое псофометрическое.


16

Псофометрическим напряжением называется напряжение помех, существующее на нагрузочном резисторе сопротивлением 600 Ом, согласованным с выходным сопротивлением питающей цепи.

Псофометр

Псофометром называется электронный измерительный прибор для измерения помех в каналах связи и вещания. Он представляет со­бой электронный вольтметр с избирательностью, определяемой псофометрическими характеристиками. Па рисунке 3.11 приведена струк­турная схема псофометра.



Рисунок 3.11 – Структурная схема псофометра

Входное устройство обеспечивает значительное входное сопро­тивление 200 кОм на средних частотах и не менее 6 кОм на краях диапазона. Предусмотрено низкоомное входное сопротивление 600 Ом для согласования входа псофометра с измеряемой цепью.

Основными узлами псофометра являются полосовые фильтры: один с телефонной псофометрической характеристикой и второй с вещательной. Чтобы псофометр можно было использовать как обыч­ный квадратичный вольтметр, предусмотрен эквивалент затухания.

Тема 3.5 Измерение параметров взаимного влияния

Электрическая связь по проводам осуществляется благодаря появлению в пространстве вокруг проводов цепи электромагнит­ного поля, генерируемого передатчиком. Это поле возбуждает в проводах цепи ток, переносящий полезную информацию. Но это же электромагнитное поле возбуждает и в проводах соседних цепей токи помех, ухудшающие качество передаваемой по этим цепям информации. Для обеспечения качественной связи необходимо, чтобы в точке приема мощность полезного сигнала значи­тельно превышала мощность помех. Для сравнения этих мощно­стей введено понятие защищенности цепи.

Защищенность цепи А3 определяется как логарифм отноше­ния полной мощности полезного сигнала Рс в рассматриваемой точке цепи, подверженной влиянию, к полной мощности помех Рп в этой же точке при согласованной нагрузке цепи:



17


Защищенность цепи можно также представить через напряжения



где ^ Uс,- напряжение полезного сигнала в точке приема, В;

Un - напряжение помехи в точке приема, В;

Zпр – сопротивление нагрузки, равное волновому сопротивлению цепи.

При работе двухпроводных однополосных систем связи сигнал из одной цепи в виде помех поступает в приемни­ки, находящиеся на ближнем и дальнем (по отношению к источ­нику влияния) концах параллельной цепи. При работе четырехпроводных систем связи помеха поступает в приемник, находящийся на дальнем конце параллельной цепи. Для оценки степени влияния на ближний и дальний концы введены соответственно понятия переходного затухания на ближнем кон­це и переходного затухания на дальнем конце. Условимся в даль­нейшем считать первую цепь влияющей, а вторую — подверженной влиянию.



Рисунок 3.12 – Схема взаимного влияния между цепями

^ Переходное затухание на ближнем конце Ао определяется как логарифм отношения полной мощности полезного сигнала в начале цепи Рс01 к полной мощности помехи в начале подверженной влиянию цепи Рс02 при согласованных нагрузках цепей



^ Переходное затухание на дальнем конце Al определяется как логарифм отношения полной мощности полезного сигнала в начале влияющей цепи Рс01 к полной мощности помехи в конце це­пи, подверженной влиянию, Рсl2 при согласованных нагрузках цепей



Литература [3] с. 278 – 286, [2] с. 66 – 77


18

ЛЕКЦИЯ 13

^ РАЗДЕЛ 4 ИЗМЕРЕНИЕ ЦЕПЕЙ СВЯЗИ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

Тема 4.1 Измерение параметров цепей связи постоянным током

На различных этапах строительно-монтажных и эксплуатацион­ных работ производят измерения и испытания следующих электриче­ских параметров цепей связи постоянным током: омической асиммет­рии, электрического сопротивления шлейфа, электрического сопротивления изоляции проводов, электрической емкости цепей и элек­трической прочности изоляции. Необходимо начинать измерения с определения значения омической асимметрии потому, что одной из причин ее увеличения является плохой контакт в месте со­единения проводов. При измерении омической асимметрии мост пи­тается небольшим напряжением, недостаточным для создания элек­трического пробоя в месте плохого контакта. Следовательно, такое повреждение может быть сразу зафиксировано. Если же измерения начать с определения электрического сопротивления изоляции, емко­сти или с испытания электрической прочности изоляции, то под дей­ствием высокого напряжения, применяемого при этих измерениях, в месте плохого контакта может произойти электрический пробой, со­провождаемый временным восстановлением контакта. Следователь­но, наличие плохого контакта в проводах не будет зафиксировано.

Измерения в зависимости от типа линии и цели подразделяются на приемо-сдаточные, профилактические, аварийные и контрольные.

Строительно-монтажные измерения проводятся с целью кон­троля качества работ на всех этапах строительства и доведения электрических параметров цепей до установленных норм.

Приемо-сдаточные измерения проводятся в процессе работы ко­миссий по приемке законченных строительством или реконструируе­мых линий связи с целью проверки качества выполненных работ и соответствия электрических параметров линейных сооружений нор­мам.

^ Профилактические (плановые) измерения проводятся периодиче­ски через определенные промежутки времени, установленные руководящими документами Министерства связи Республики Беларусь с целью проверки соответствия нормам электрических параметров существующих линий связи.

Аварийные измерения проводятся на неисправных цепях с целью определения характера повреждения и расстояния до места повреж­дения.

Контрольные измерения производятся после окончания ремонтно-восстановительных работ с целью проверки электрических параметров восстановленной цепи.

19

Одним из важнейших параметров цепей связи является электри­ческое сопротивление проводов. В проводах линий связи происходит основная потеря мощности электрических сигналов. При расчете нормальных режимов работы приемных устройств систем связи учи­тывают потери в проводах цепи. Но если электрическое сопротивле­ние проводов по какой-либо причине окажется больше расчетного, качество работы приемного устройства может значительно ухудшить­ся. Для цепей кабельных линий связи нормируется не электрическое сопротивление отдельных проводов, а электрическое сопротивление шлейфа, составленного из двух проводов цепи.



Рисунок 4.1 – Схема измерения сопротивления шлейфа

Электрическим сопротивлением шлейфа (Rшл) называется сумма электрических сопротивлений проводов двухпроводной цепи посто­янному току

Rшл = Ra + Rб

Между идеальными цепями линий связи взаимные влияния от­сутствуют, но создать такие цепи практически невозможно. Если асимметричность цепи невелика, то и взаимные влияния незначи­тельны. Вследствие возможной неоднородности материалов, некото­рого отличия диаметров проводов, коррозии, существенных повреж­дений изоляции проводов или плохих контактов в местах спаек или других причин увеличивается асимметричность цепи и, как следст­вие, увеличивается взаимное влияние между цепями. Для оценки сте­пени асимметричности цепи введено понятие омической асимметрии.



Рисунок 4.2 – Схема измерения сопротивления омической асимметрии

Омической асимметрией (ΔR) называется разность электрических сопротивлений проводов двухпроводной цепи постоянному току

20



Для уменьшения потерь мощности при передаче электрических сигналов по проводным линиям связи необходимо обеспечить мини­мальную утечку тока с проводов через изоляцию. Для оценки степени утечки тока введено понятие электрического сопротивления изоля­ции.

^ ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Сравнивая результаты измерений с нормами, нужно сделать за­ключение об электрическом состоянии цепи. Нормы большинства электрических характеристик установлены для однородной цепи длиной 1 км при температуре t = +20°С, а результаты измерений получают для цепи, имеющей какую-то конкретную длину l при какой-то конкретной температуре окружающей среды. Кроме того, измеряемая цепь может состоять из участков кабеля с разными диаметрами жил (неоднородная цепь).

Порядок обработки результатов измерений следующий:

I) Измеренное электрическое сопротивление шлейфа приводят к t = +20°С по формуле:



где а - температурный коэффициент сопротивления провода, равный для медных проводов 0,0039, а для алюминиевых проводов 0,004;

t - температура грунта на глубине залегания кабеля, при которой проводились измерения (значение температуры t указано на лицевой панели макета), °С

2) Рассчитывают километрическое сопротивления шлейфа:



По таблице 1 по диаметру жилы определяем норму и сравниваем с результатами расчетов. Если rшл табл ≥ rшл расч, то цепь в норме по сопротивлению шлейфа.

Таблица 1 – Нормы километрического сопротивления шлейфа

Диаметр жилы, d, мм

0,32

0,4

0,5

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

Сопротивление цепи rшл, Ом/км

432±26

278±18

180±12

90±6

72,2

57,0

47,0

31,9

23,8

3) Измеренное электрическое сопротивление изоляции Rиз жил кабеля приводим к температуре t = +20°С по формуле:



21

где: αиз - температурный коэффициент сопротивления изоляции, равный 0,06 для кабелей с бумажной изоляцией и 0,001 - для кабелей с полистирольной и полиэтиленовой изоляцией.

4) Определяется километрическое сопротивление гиз. Полу­ченные величины сравниваются с электрическими нормами.



По таблице 2 по типу кабеля определяем норму и сравниваем с результатами расчетов. Если rиз табл ≥ rшл расч, то цепь в норме по со­противлению изоляции.

Электрическое сопротивление изоляции каждой жилы по отно­шению ко всем остальным, соединённым между собой и с заземлён­ной металлической оболочкой, для смонтированного по длине кабеля, но не включенного в оконечные устройства, при t = +20 °С должно быть не меньше величин, приведенных в таблице 2:

Таблица 2 – Нормы километрического сопротивления изоляции

Тип линии

Максимально допустимая величина, МОм

Минимально допустимая величина, МОм

Кабели ТГ, ТБ

Кабели ТПП, ТПВ

Кабели ТЗГ, ТЗБ

Абонентская проводка

Абонентская линия с включенным аппаратом

5000

5000

10000

100

1

1000

1000

3000

25

1

5) Определяется общая рабочая ёмкость по формуле:



где Саз, Cбз Саб - измеренные значения емкостей, нФ.

6) Определяем километрическую рабочую ёмкость Ср цепи по формуле:



где Ср изм - измеренное значение рабочей емкости цепи, нФ.

По таблице 3 определяем норму и сравниваем со своим результа­том:

Тип изоляции

Среднее значение рабочей емкости

Корднльно-бумажная

Кордельно-полистирольная

Кордельно-стирофлексная

Сплошная полиэтиленовая

26,5 нФ

24,5 нФ

23,5 нФ

34,5 нФ

7) Определяем омическую асимметрию на измеряемый участок кабельной линии по формуле:


22



Рассчитанное значение ΔR будем считать нормой. Соответствен­но измеренное значение должно всегда быть меньше этого значения.

На основании всех этих расчетов можно сделать вывод о состоя­нии кабельной линии.

^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЦЕНИ

Нормальная работа систем связи иногда нарушается из-за повреждения линии (имеется ввиду повреждение кабеля или ВЛС). Причин повреждения кабельных линий связи много: микротрещины в оболоч­ке и недоброкачественный монтаж кабельных муфт приводят к про­никновению влаги в кабель, а это приводит к понижению электриче­ского сопротивления изоляции жил. Плохая спайка жил создает по­вышенную омическую асимметрию и может вызвать обрыв цепи. Часто кабели повреждаются при строительстве и ремонте других под­земных коммуникаций (водопровода, газопровода, теплопровода, электрических кабелей). Основными причинами повреждении воз­душных линий связи являются стихийные бедствия (ураганы, гололе­ды, грозы, оползни грунта, землетрясения). Это далеко не все причи­ны, вызывающие повреждения на линиях связи.

Различают два состояния поврежденных линий связи: поврежде­ния и аварии. Повреждение - выход некоторых параметров за преде­лы нормы. Авария - повреждение линии связи, при котором полно­стью прекращают действовать тракты и каналы.

Повреждения линейных сооружений устраняются в порядке про­филактического обслуживания в такие сроки, чтобы не допустить простоя систем связи.

Аварийные измерения заключаются в определении поврежденно­го усилительного участка и характера повреждения: определение по­врежденной строительной длины, определение расстояния до места повреждения в пределах строительной длины, уточнение места по­вреждения, проведения контрольных измерений с целью определения качества ремонтно-восстановительных работ.

^ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ

1) Метод Варлея

Этот метод применяется при отсутствии помех, если Ки > 400 и Rп < 10 МОм. Порядок определения расстояния до места поврежде­ния методом Варлея следующий:

а) создают схему Варлея (см. рисунок 4.3). Уравновешивают мост и фиксируют полученные значения отношения плеч n (n = R1/ R2) и зна­чение сопротивления магазина сопротивлений Rm;

23



Рисунок 4.3 – Схема определения расстояния до места повреждения изоляции методом Варлея

Для схемы (рисунок 4.3) запишем условие равновесия (баланса):



где R1/ R2 = 1 - соотношение балансных плеч;

Rm - значение сопротивления магазина;

Rx - сопротивление участка линии до места повреждения.

Так как R1 / R2 = 1, условие равновесия принимает следующий вид:



Решим полученное уравнение:



Для того, чтобы определить значение lх необходимо величину Rx подставить в формулу соотношения длин и сопротивлений:



Откуда,



Тогда



2) Метод Муррея

Условия применения этого метода такие же, как и метода Варлея. Порядок определения расстояния до места повреждения изоляции ме­тодом Муррея следующий:

а) создают схему Муррея, приведенную на рисунке 4.4. Уравно­вешивают мост и фиксируют полученное значение сопротивления ма­газина Rm;

24



Рисунок 4.4 - Схема определения расстояния до места повреждения изоляция методом Муррея

Запишем условие равновесия для схемы (рисунок 4.4):



где Ro - внутреннее сопротивление прибора ПКП:

Для ПКП - 4 Ro = 990 Ом;

Для ПКП-5 R0 = 1000 Om;



Значение Rx подставляем в соотношение длин и сопротивлений. Величина lх определяется следующим образом:



^ ИМПУЛЬСНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ НА ЛИНИЯХ СВЯ­ЗИ

Принцип импульсных измерений для определения мест повреж­дений цепи использует явление отражения электромагнитной энергии от неоднородной среды распространения, отражение от тех точек це­пи, в которых входное сопротивление отличается от волнового.

В измеряемую цепь от генератора зондирующих импульсов по­сылаются импульсы напряжения малой длительности с амплитудой ^ Uзи. Распространяясь по цепи с определенной скоростью v, они час­тично или полностью отражаются от неоднородностей (мест повреж­дений) и возвращаются к началу цепи.

Зондирующий импульс ЗИ и сигналы, отраженные от неоднород­ности цепи ОИ можно наблюдать на экране ЭЛТ, входящие в состав импульсного прибора.

Определив интервал времени Т между фронтом ЗИ и фронтом ОИ можно рассчитать расстояние до места повреждения по формуле:



25

где v - скорость распространения импульсного сигнала по цепи;

с - скорость света в свободном пространстве;

у = с/v - коэффициент укорочения электромагнитной волны v (ЭМВ) в линии.

Значения v, у - справочные величины. Их можно также опреде­лить опытным путем. Ориентировочно: у = √ε, где ε - эквивалентная диэлектрическая проницаемость изоляции цепи.

По изображению зондирующего и отраженных импульсов на эк­ране ЭЛТ можно определить характер повреждения цепи.

Неоднородность цепи по ее длине характеризуется коэффици­ентом отражения, определяемым по формуле:



где ^ Uзи - амплитуда посылаемого (зондирующего) импульса;

Uoи - амплитуда импульса, отраженного от места повреждения;

^ Z - входное сопротивление цепи (отношение напряжения к току) в рассматриваемом сечении (в месте повреждения);

Zb - среднее значение волнового сопротивления цепи.

На рисунке 4.5 приведены изображения зондирующих и отражен­ных импульсов - импульсные характеристики для идеальной цепи при различных режимах работы и различных повреждениях.



Рисунок 4.5 – Импульсные характеристики для идеальной цепи

^ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПРИБОРА

Измеритель неоднородностей линий типа Р5-10 является универ­сальным малогабаритным прибором. Прибор может работать в поле­вых условиях при температуре от -30 С до +50°С и относительной влажности до 98% при температуре до +35°С.

Измеритель Р5-10 предназначен для проведения следующих опе­раций на воздушных линиях и кабельных линиях электропередачи и связи:

- обнаружения повреждения и определения его характера (обрыв, короткое замыкание);

- обнаружения сосредоточенной неоднородности волнового со­противления (асимметрия в проводах, нарушение контакта, вставки, неоднородности от резкого изменения сопротивления изоляции);

- определения расстояния до повреждения или неоднородности.

26

Измеритель может быть использован не только для измерения на поврежденных линиях, но и для контроля состояния кабелей, прогно­зирования неисправности в них, измерения их длины и симметриро­вания.

Минимальная длина линии, с которой возможен просмотр, не превышает 5 м, однако может быть сведена к минимуму при подклю­чении к началу линии калиброванной вставки длиной порядка 4-5 м с тем же волновым сопротивлением.

В основу измерителя положен импульсный метод определения расстояния повреждения по времени запаздывания отраженного сиг­нала относительно посланного. Индикация процессов, происходящих в линии, осуществляется на экране ЭЛТ. Отсчет изменяемого рас­стояния ведется непосредственно по шкале потенциометра "РАС­СТОЯНИЕ".

Основными узлами измерителя являются: задающий генератор, тактовый генератор, генератор пилообразного напряжения, схема за­держки развертки, усилитель горизонтального отклонения, схема за­держки генератора зондирующего импульса, генератор зондирующе­го импульса, входные цепи, усилитель приходящих сигналов, индика­тор, схема питания базового блока, блок аккумуляторов, блок питания от сети и зарядное устройство.

Взаимодействие узлов импульсного прибора показано на рисун­ке 4.6.



Рисунок 4.6 – структурная схема импульсного прибора

Напряжение с выхода задающего генератора поступает на запуск тактового генератора и на вход схемы формирования калибрационных меток.

Импульсом тактового генератора запускается генератор пилооб­разного напряжения (ГПН), который одновременно запускает схемы задержек развертки и зондирующего импульса, чем достигается жест­кая привязка задержек во времени.


27

Задержка зондирующего импульса обеспечивает возможность на­блюдения зондирующего импульса на экране ЭЛТ при отсутствии за­держки развертки (в начале измерений). Эта задержка устанавливается ручкой "УСТ. ОТСЧЕТА".

Схема задержки развертки формирует пилообразное напряжение развертки с момента сравнения высокостабильного линейного пилообразного напряжения с опорным напряжением, уровень которого определяется скоростью распространения ЭМВ в кабеле (ручка «УКОРОЧЕНИЕ») и положением ручки управления задержкой («РАССТОЯНИЕ»).

Задержка развертки - плавная, калиброванная; калибровка задержки производится с помощью высокостабильных калибрационных меток времени. Задержанное пилообразное напряжение развертки с выхода схемы задержки подается на усилитель горизонтального от­клонения.

С выхода усилителя горизонтального отклонения задержанное пилообразное напряжение развертки подается на горизонтальные пластины ЭЛТ.

Импульс со схемы задержки зондирующего импульса запускает генератор зондирующего импульса (ГЗИ).

Зондирующие импульсы поступают в исследуемую линию и на вход измерителя (усилитель, вертикальные пластины ЭЛТ).

На вход измерителя ("ВХОД-ВЫХОД") поступают также отра­женные импульсы.

Входные цепи производят первичную обработку и коммутацию поступающей информации о состоянии кабеля при различных мето­дах измерения.

Схема питания базового прибора обеспечивает измеритель всеми необходимыми напряжениями, в том числе и высоковольтными, при работе непосредственно от сети постоянного тока.

При работе в полевых или аварийных условиях, при отсутствии внешних цепей постоянного или переменного тока к базовому блоку подсоединяется блок аккумуляторов.

При работе от сети переменного тока к базовому блоку подсоеди­няется блок питания от сети (зарядное устройство). Этот блок исполь­зуется и для заряда батареи аккумуляторов.

Отсчет расстояния производится следующим образом: в положе­нии "0" ручки управления задержкой развертки "РАССТОЯНИЕ" зондирующий импульс с помощью ручки управления задержкой зон­дирующего импульса "УСТ. ОТСЧЕТА" совмещается с отсчетной риской на экране ЭЛТ.


28

Отраженный импульс ручкой "РАССТОЯНИИЕ" совмещается с той же отсчетной риской. По шкале отсчетного устройства этой руч­ки, прокалиброванной в единицах длины (м, км в зависимости от диа­пазона измерения), производится непосредственный отсчет расстоя­ния.

Переключателем "ДИАПАЗОНЫ (км)" производится коммутация калибрационных меток и времязадающих элементов в блоках измери­теля. Измерение масштаба просматриваемого участка линии осущест­вляется тумблером "ДИАПАЗОНЫ (км)".

В зависимости от длины измеряемой линии и ее затухания можно производить выбор длительности зондирующего импульса, посылае­мого в линию, с помощью переключателя "ЗОНД. ИМП (μs)".

Величина отраженного сигнала, поступающего из линии, уста­навливается удобной для измерения с помощью ручки "УСИЛЕНИЕ".

^ Литература [2] с. 4 – 19


ЛЕКЦИЯ 14

Тема 4.2 Измерение рабочего затухания и усиления четырехполюсника

Обеспечить режим согласования волнового сопротивления цепи практически невозможно. Поэтому из-за несогласованности сопро­тивлений появляются дополнительные потери мощности передавае­мых сигналов. Такой режим называется рабочим и затухание, которое при этом встречает электрический сигнал, тоже называется рабочим.

Рабочее затухание цепи АР определяется как логарифм отноше­ния полной мощности Р1, которую генератор с заданным внутренним сопротивлением и заданной величиной ЭДС Е отдает согласован­ной с ним нагрузке, к полной мощности, которую этот генератор отдает нагрузке с заданным сопротивлением Zпp, включен­ной на выходе измеряемой цепи:



Если мощности Р1 и Р2 выразить через напряжения и сопротивле­ния, то формула рабочего затухания цепи примет вид:



где U1 - напряжение, действующее на зажимах генератора, работаю­щего в согласованном режиме (U1 = 0,5Е);

U2 - напряжение, действующее на нагрузке, включенной на выхо­де (в конце) измеряемой цепи.

29

При измерении однородных цепей связи сопротивления генера­тора и нагрузки одинаковы, следовательно,



^ ИЗМЕРЕНИЕ РАБОЧЕГО ЗАТУХАНИЯ ЦЕПИ ОДНОСТОРОН­НИМ МЕТОДОМ РАЗНОСТИ УРОВНЕЙ

Измерение проводят в следующей последовательности:

а) создают схему измерения (рисунок 4.7);



Рисунок 4.7 - Схема измерения рабочего затухания цепи односто­ронним методом разности уровней

б) настраивают генератор на заданною частоту и заданное сопротивление и проводят измерение уровней;

в) определяют рабочее затухание цепи



где αl - собственное затухание одной цепи, дБ.

^ ИЗМЕРЕНИЕ РАБОЧЕГО ЗАТУХАНИЯ ЦЕПИ ОДНОСТО­РОННИМ МЕТОДОМ СРАВНЕНИЯ

Измерение проводят в следующей последовательности:

а) создают схему измерения (рисунок 4.8). Характеристическое сопротивление Zm магазина затуханий МЗ должно быть равно задан­ному сопротивлению генератора, т. е. Zm = Zг;



Рисунок 4.8 - Схема измерения рабочего затухания цепи односто­ронним методом сравнения

30

б) настраивают генератор на заданную частоту сигнала и задан нос выходное сопротивлении ^ ;

в) в первой позиции переключателя S фиксируют показание L1, высокоомного индикатора dB;

г) переводят переключатель но вторую позицию и, изменяя зату­хание Ам магазина затуханий, добиваются такого же показания инди­катора, т. е.

L2 = L1;

д) рабочее затухание цепи



^ ИЗМЕРЕНИЕ РАБОЧЕГО УСИЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮС­НИКА

Рабочее усиление - это величина, обратная рабочему затуханию.

Она обозначается Sp и также измеряется в децибелах, т.е.



Методы для измерения рабочего усиления аналогичны методам для измерения рабочего затухания, т.е. используются двусторон­ние методы разности уровней и сравнения.

Схема для измерения рабочего усиления методом разности уровней приведена на рисунке 4.9.



Рисунок 4.9 - Схема для измерения рабочего усиления четырехполюсника методом разности уровней

Рабочее усиление определяем из значений уровней на входе Lh четырехполюсника и на выходе Lк по формуле:



Схема для измерения рабочего усиления методом сравнения име­ет вид, приведенный на рисунке 4.10.


31



Рисунок 4.10 - Схема для измерения рабочего усиления четырехполюс­ника методом сравнения

Схема имеет постоянное активное сопротивление во всем диапа­зоне рабочих частот. Входное напряжение регулируется магазином затуханий 1. На нагрузке измеряемого усилителя при помощи 2 устанавливается напряжение U = Е/2. Характеристические сопротив­ления магазинов затуханий 1 и 2 должны быть равны входным и выходным характеристическим сопротивлениям измеряемого усили­теля соответственно. Нижняя ветвь схемы представляет собой дели­тель напряжения, служащий для получения опорного напряжения U = Е/2. Рабочее усиление после уравновешивания и Е/2 связано со значениями затуханий магазинов А1 и А2 следующим соотношени­ем:



Литература [2] с. 48 – 66


ЛИТЕРАТУРА

1 Шумилин Н.П. Измерения в технике проводной связи. - М.: «Связь», 1980

2 Яловицкий М.П. Электрические измерения на линиях связи. – М.: «Радио и связь», 1984

3 Хромой Б.П. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи. – М.: «Радио и связь», 1986

4 Усс Л.В. Электротехника с основами электроники. – Мн.: «Высшая школа», 1990


32




Похожие:

Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconЛекция №6 электродвигатели переменного тока асинхронные двигатели
Асинхронные двигатели получили наиболее широкое распространение в современных электромеханических системах и являются самым распространенным...
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconУрок по теме «Законы постоянного тока»
Образовательная: повторить и обобщить знания по теме «Законы постоянного тока» и применить их при решении задач: расчетных, качественных,...
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconПомехозащищенность систем электропитания ЭВМ
Как правило, средства вторичного электропитания подключаются к источникам первичного электропитания, преобразуют их переменное или...
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconЗадача №1 Имеется цепь переменного тока частотой
Имеется цепь переменного тока частотой f = 50 Гц с активно-индуктивной нагрузкой (рис. 1). Показания приборов (амперметра, вольтметра,...
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений icon9. нелинейные цепи переменного тока цепи с инерционными нелинейными сопротив-лениями
Он не является источником высших гармоник и не искажает формы тока. Такие элементы называют инерционными. Для их математического...
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconЛекция Типы мониторов 1
Элт рис Используемая в этом типе мониторов технология была создана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального...
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconНаладка асинхронных электродвигателей учебные вопросы: 1
Измерение сопротивления постоянному току реостатов и пускорегулировочных резисторов
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconКонспект урока №52 «Повторение законов постоянного тока»
Батанова Мария Георгиевна, учитель физики гоу сош «Школа надомного обучения»№265
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconРасчетно-графическая работа
Напряжение и частота сети переменного тока: Тип выпрямителя, мощность и номинальное напряжение нагрузки, тип фильтра и допустимый...
Лекция 10 Тема 12 Мосты постоянного и переменного тока, измерение сопротивления заземлений iconСобственные публикации. Журнал "Сделай сам" 2005, №3, с. 78 82
Работа асинхронного электродвигателя в генераторном режиме. В статье рассказано о том, как построить трёхфазный(однофазный) генератор...
Разместите ссылку на наш сайт:
Уроки, сочинения


База данных защищена авторским правом ©izlov.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
связаться с нами