Ю.М. Гедзберг, Генеральный директор ООО "Мост Безопасности" [19/09/2008]

Версия для печати

Для оценки качества работы оборудования, предназначенного для передачи видеосигналов по кабелю витой пары, нередко применяют натурные испытания с использованием бухт данного кабеля.

Кроме того, что электрические характеристики развернутого кабеля и кабеля, свернутого в бухту, существенного разнятся, существует очевидное неудобство для проведения таких испытаний: при всей наглядности подобного опыта для его проведения (на выставке, в офисе, у заказчика) необходимо реально иметь бухты кабеля данной длины.

Вместе с тем, в радиотехнической практике для измерения параметров оборудования издавна используется не сама среда, а эквиваленты среды передачи сигналов (эквиваленты антенн, эквиваленты длинных линий и пр.), которые стандартизованы и общеприняты.

Например, вместо коаксиального кабеля используется искусственная длинная линия, состоящая из конденсаторов и катушек индуктивности, эквивалентных действию погонной емкости и погонной индуктивности кабеля на данной длине.

Я предлагаю использовать подобный подход и для кабелей типа ТППэп, которые имеют следующие погонные параметры http://www.centercable.ru/catalog/telecable/20.htm

Табл. 1

Диаметр жилы кабеля, мм	Электрическое сопротивление на 1 км длины при 20° С, Ом
0,4	139 + 9
0,5	90 + 6
0,64	55 + 3
0,7	45 + 3

Табл. 2

Вариант исполнения	Рабочая емкость жил Ср, пФ на 1 км длины при 20° С
без гидрофобного заполнения	45000 + 5000
с гидрофобным заполнением	50000 + 5000

Кроме того, существует еще емкость жил кабеля на экран, которая должна учитываться, если экран заземляется. Данная емкость обычно не нормируется, но практически она на (40...50) % превышает рабочую емкость http://izmer-ls.narod.ru/emk.html Исходя из этого получены расчетные значения данной емкости (табл. 3).

Табл. 3

Вариант исполнения	Емкость жил Сэ, пФ на экран на 1 км длины при 20° С
без гидрофобного заполнения	67500 + 7500
с гидрофобным заполнением	75000 + 7500

На практике считается, что искусственная длинная линия подобна реальной длинной линии, если число звеньев превышает 4.

Таким образом, применяя подобный подход можно в качестве эквивалента кабеля ТППэп использовать простую электрическую схему, состоящую, например, из следующих 5 звеньев для случая использования кабеля витой пары без экрана (рис.1):

Рис.1. Электрическая схема эквивалента кабеля ТППэп (без экрана)

При использовании кабеля с экраном схема будет выглядеть следующим образом (рис.2):

Рис.2. Электрическая схема эквивалента кабеля ТППэп (с экраном)

Поскольку погонные параметры кабеля прямо пропорциональны его длине, то, в любом случае, одна ячейка такого эквивалента будет соответствовать 1/5 длине кабеля витой пары. Например, при длине кабеля 1000 метров электрические параметры одной ячейки имитируют 1000/5 = 200 м длины кабеля.

Итак, чтобы получить значения сопротивлений резисторов R, имитирующих активные потери в кабеле ТППэп длиной 200 м, необходимо значения погонных сопротивлений в табл. 1 разделить на 5:

Табл. 4

Диаметр жилы кабеля, мм	Расчетное значение R , Ом	Ближайшее стандартное значение R , Ом
0,4	27,8 + 1,8	27
0,5	18 + 1,2	18
0,64	11 + 0,6	11
0,7	9 + 0,6	9,1

Чтобы получить значения конденсаторов Ср, имитирующих рабочие емкости кабеля ТППэп длиной 200 м, необходимо значение погонных рабочих емкостей в табл. 2 разделить на 5:

Табл. 5

Вариант исполнения	Расчетное значение Ср, пФ	Ближайшее стандартное значение Ср, пФ
без гидрофобного заполнения	9000 + 1000	9100
с гидрофобным заполнением	10000 + 1000	10000

Чтобы получить значения конденсаторов Сэ, имитирующих емкость жил кабеля на экран при длине кабеля ТППэп длиной 200 м, необходимо значение погонных емкостей на экран в табл. 3 разделить на 5:

Табл. 6

Вариант исполнения	Расчетное значение Сэ, пФ	Ближайшее стандартное значение Сэ, пФ
без гидрофобного заполнения	13500 + 1500	13000
с гидрофобным заполнением	15000 + 1500	15000

Важные замечания

1. Полученные значения радиоэлементов соответствуют кабелю ТППэп длиной 1000 м. Для имитации кабеля произвольной длины полученные значения следует пересчитать пропорционально необходимой длине по отношению к 1000 м. Например, для имитации кабеля длиной 500 м все номиналы радиоэлементов должны быть уменьшены в 2 раза, а для длины кабеля 2000 м все номиналы должны быть увеличены в 2 раза.

2. При отсутствии резистора или конденсатора необходимого номинала можно использовать последовательное или параллельное соединение радиоэлементов.

3. При желании получения большей точности приближения эквивалента к реальным параметрам кабеля можно использовать схему, состоящую из большего числа ячеек (>5).

4. Для уменьшения "пролезания" сигнала со входа непосредственно на выход рекомендуется монтаж схемы выполнять "в линейку", по пути распространения сигнала.

5. Поскольку емкость жил кабеля ТПП на экран не нормируется, то значение емкости конденсатора Сэ может потребовать уточнения опытным путем.

6. Для получения перестраиваемого эквивалента кабеля можно использовать каскадное соединение нескольких эквивалентов.

7. Подобный подход можно использовать и для других типов кабелей, основываясь на их погонных параметрах.

Выводы

1. Создание описанного эквивалента кабеля ТППэп, состоящего из небольшого числа радиоэлементов, позволяет решить задачу оперативной и объективной проверки качества работы различных устройств передачи видеосигналов по кабелю витой пары.

2. Подобный эквивалент является легким и миниатюрным приспособлением, которое можно изготовить за нескольких минут, и которое можно брать с собой в командировку, на выставку и пр.

Посмотреть обсуждение этой статьи в Форуме