Влияние через третьи цепи

Влияющая цепь I (рис. 2.6) наводит в цепи III токи помех. В свою очередь III цепь становиться источником влияния и обуславливает токи помех во II цепи.

Рисунок 2.6. Влияние между цепями I и II через цепь III.

Уменьшение взаимных влияний.

Основным мероприятием, направленным на уменьшение влияния между цепями, является симметрирование, которое включает в себя комплекс следующих мероприятий:

1. Применение двухпроводных цепей, у которых сопротивление обоих проводов было бы одинаковым, т.е. применение симметричных цепей.

2. Симметричное расположение проводов влияющих друг на друга цепей. Примером такого расположения является звездная окрутка жил симметричного кабеля, когда провода двух цепей располагаются во взаимноперпендикулярных плоскостях (рис.2.7). В этом случае выполняется условие:

Следовательно, k=m=0 (см. выражения 2.9 – 2.10)

3. Скрещивание проводов, т.е. изменение их расположения через определенные промежутки по всей длине линии. Примером скрещивания является парная скрутка жил симметричного кабеля.

При скрещивании коэффициенты электрической (k) и магнитной (m) связи (см. 2.9 – 2.10), оставаясь неизменными по величине, меняют свой знак на противоположный. Изменение знака перед коэффициентом электромагнитной связи физически соответствует перемене направления тока, индуцируемого в цепи (см. 2.11 – 2.12), подверженной влиянию. Поэтому токи помех с двух соседних участков одинаковой длины, но с разными знаками электромагнитных связей направлены навстречу друг другу, благодаря чему влияние уничтожается.

Рисунок 2.7. Уменьшение влияния симметричным расположением проводов влияющих друг на друга цепей.

Из рисунка 2.8, а видно, что токи помех, поступающие с отдельных участков нескрещенной линии, имеют одинаковый знак и суммируются:

На скрещенной линии (рис. 2.8, б) токи помех с соседних участков имеют разные знаки, поэтому они компенсируются:

Результирующий ток помех I_рез на скрещенной линии существенно меньше, чем на нескрещенной. Однако, токи помех полностью не компенсируются в силу наличия затухания и фазового сдвига в линии.

Следует иметь в виду, что наряду с физическим скрещиванием на линии действует также электрическое скрещивание, обусловленное свойствами самого переменного ток.

Физическое скрещивание – это фактическое скрещивание проводов, осуществляемое на линиях связи. Шаг физического скрещивания определяется расстоянием между двумя соседними точками скрещивания.

Электрическое скрещивание– это процесс естественного скрещивания за счет изменения фазы тока в цепи. В данном случае токи помех с одних участков линии компенсируются токами с других участков.

Шаг электрического скрещивания S_э равен участку линии l/4, так как ток помех проходит половину пути по влияющей цепи и половину – по цепи, подверженной влиянию. В результате ток помех с каждого участка линии длиной L=l/4 меняет фазу на 180⁰, что соответствует эффекту скрещивания.

а)

б)

Рисунок 2.8. Результирующий ток помех между цепями: а) без скрещивания; б) при скрещивании.

Чем выше диапазон частот, передаваемый по линии, тем меньше длина волны и короче шаг электрического скрещивания (рис. 2.9). Из рисунка видно, что ток помех на участке д-з (II) имеет направление, обратное направлению тока на участке а-г (I).

При S_ф=S_э=l/4 отрицательный эффект от скрещивания может быть настолько огромным, что большая часть энергии перейдет на соседнюю цепь, в результате чего значительно увеличится затухание влияющей цепи.

Рисунок 2.9. Эффект электрического скрещивания.

При выборе схем скрещивания необходимо учитывать следующее:

1. Шаг скрещивания S_ф должен быть меньше l/8, только в данном случае от скрещивания получается положительный эффект.

2. Снижение помех при скрещивании происходит во столько раз, во сколько шаг скрещивания меньше l/8.

3. Максимальный отрицательный эффект имеет место при скрещивании с шагом l/4. В этом случае шаг скрещивания равен шагу электрического скрещивания (S_ф=S_э) и мешающее влияние максимально.