Зависимость потерь в кабеле от температуры

Характер этой зависимости таков, что при нагревании проводников кабеля потери в нем растут, а при охлаждении потери уменьшаются. Потери в коаксиальном кабеле изменяются на величину не более 0,1 % при изменении температуры на 1 °С. Казалось бы, это немного, но при значительных колебаниях температуры получается сильное изменение потерь. В большинстве регионов России годовой диапазон колебаний температуры от -20 до +30 °С является нормой. Изменение температуры, таким образом, составляет 50 °С. В этих условиях величина отклонения потерь передачи в протяженной кабельной системе со суммарными потерями, например, 1000 дБ при протяженности системы около 30 км будет составлять 100 дБ. Это очень существенное значение (10% от номинальной) и ее, очевидно, нельзя просто проигнорировать, ожидая, что при этом оконечные характеристики передачи в системе останутся удовлетворительными. Практика показывает, что уже при длине кабельной линии 1500 м зависимость изменения потерь от температуры обнаруживается, а в более протяженных системах она становится очевидной.
На рис. 14.1 изображены три магистральных участка с четырьмя магистральными усилителями, соединенными коаксиальным кабелем серии 565. К этому примеру в различных вариациях использования усилителей с устройствами АРУ и без них будем возвращаться неоднократно. В данном случае все уровни передачи и потери взяты для частоты 300 МГц и предполагается, что все усилители системы рассчитаны на входные уровни +8 дБ-мВ и выходные уровни +40 дБ-мВ. Сперва рассмотрим ситуацию, когда усиление каждого усилителя устанавливается один раз вручную и автоматическая регулировка усилителя не обеспечивается.
В табл. 14.2 показано, как менялся уровень сигнала при прохождении через систему, изображенную на рис. 14.1, при различных температурах. Рассчитывались выходные уровни усилителей SeDI/, потери в соединительном кабеле L„n входные уровни усилителей Sa„ По этой таблице можно проследить не только изменение потерь в кабеле от температуры, но и эффект накопления этих потерь во входных и выходных уровнях. Наблюдается отклонение рабочих характеристик кабельной сети от расчетных значений. Можно видеть, что при температуре +20 °С все входные и выходные уровни поддерживаются на тех значениях, которые были выбраны разработчиком. Однако, при +30 °С обнаруживаем, что уровень на входе 4-го усилителя равен +5,9 дБ-мВ, а не требуемые +8 дБ-мВ. При -20 °С уровень на выходе 3-го усилителя составляет 44,4 дБ-мВ, хотя при проектировании установлено значение +40 ДБ-мВ. Очевидно, что при таких отклонениях рабочих уровней шум и интермодуляция в конце каскада усилителей любой значительной длины становятся неприемлемо высокими.
В табл. 14.1 показаны потери передачи в магистральном кабеле серии 565 на расстоянии 1500 м при температурах -20, +20 и +30 °С. Чтобы продемонстрировать различие в изменении потерь на разных частоты, показаны результаты для трех частот полосы -50 МГц, 200 МГц и 300 МГц. Эти частоты взяты произвольно, но на более высоких частотах это различие выражено еще сильнее.
При проектировании кабельной системы все расчеты ее рабочих характеристик выполняются в предположении, что температура кабеля равна некоторой среднегодовой температуре (например, 0 °С). В проекте указывается эта средняя температура и вместе с ней указывается допустимый диапазон изменения температуры, при котором гарантируется, что рабочие характеристики системы останутся в норме. Поддержание нормативных рабочих характеристик системы как раз и обеспечивается механизмом автоматической регулировки усиления, основанном на автоматическом температурном контроле.

Кабельное телевидение

© 2009-2010