3.4. СПЕЦИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ

На частотах ниже 100 кГц сказывается влияние как электрических, так и магнитных полей (в зависимости от геометрии цепи и ее сопротивления). Длина цепи и частота в равной мере определяют и электрическую и магнитную связь. Если применить низкочастотную аппроксимацию переходного затухания для обоих видов связи, то

при Zsi = Zji = Zi и Zs2 = Zj2 = Z2

Zi Za [Ом] =

-19000 lg(i± )lg(). (3.9)

=3770m. e

Формула (3.9) справедлива для.с?/Л 1. Если последнее неравенство не выполняется, в (3.9) вместо \g{2d/D) следует подставить 0,434arcch(d/D). Разберем следующие случаи:

d=lOh, {d+h)/d=l,l (далеко разнесенные пары), d=h, (d+h)/d2 (близко расположенные пары), d=20D, 2d/D = 40 (далеко разнесенные пары), d=l,lD, 2d/D=2,2 (близко расположенные пары), d=l,0lD, 2d/D = 2,02 (очень близко расположенные пары).

На основании уравнения (3.9) можно составить матрицу:

d/D 1,01 1Л

ZiZ2[Om2] =

350 1145 3440 9200 1280

dih 1,0

По этой матрице построены графики (рис. 3.13), причем самая верхняя прямая соответствует наибольшему расстоянию между цепями, нижняя - наименьшему. Как видно из рис. 3.13, если произведение ZiZ2300 Ом, то преобладает магнитная связь, а если ZiZ2107 Ом,- электрическая. В области 300 Om2Z,Z2107 Ом характер связи определяется геометрией проводов.

Приведенные рассуждения относятся к параллельным проводам. Однако, если одна или обе пары скручены, магнитная связь существенно уменьшается и прямые линии на рис. 3.13 заметно сдвинутся вниз и влево (до ZiZ2~l Ом2). С другой стороны, если одну или обе пары поместить в экран, то существенно уменьшится электрическая связь и прямые линии на рис. 3.13 сдвинутся вверх и вправо {яо ZiZ2~W Ои). , .

0,3 1 3 10 3D 10- 10 10

Zz,Om

Рис. 3.13. Взаимное влияние цепей на частотах ниже 100 кГц.

Приведем несколько схем, используемых на частотах порядка 100 кГц. Цепь, показанная на рис. 3.14, а имеет большую площадь петли,-образованной прямым проводом и землей . Эта цепь подвержена прежде всего магнитному влиянию. Экран заземлен на одном конце и не защиш.ает от магнитного влияния. Переходное затухание для этой схемы примем равным О дБ для сравнения с затуханием схем на рис. 3.14, б-и.

Схема на рис. 3.14,6 практически не уменьшает магнитную связь, так как обратный провод заземлен с обоих концов, и в этом смысле она аналогична схеме на рис. 3.14, а. Степень улучшения соизмерима с погрешностью расчета (измерения). Схема на рис. 3.14, в отли-

чается от схемы на рис. 3.14, а наличием обратного провода - коаксиального экрана, однако экранирование магнитного поля ухудшено, так как цепь заземлена на обоих концах, в результате чего с землей образуется петля большой площади. Схема на рис. 3.14, г позволяет суш.ественно повысить защищенность цепи (-49 дБ) благодаря скрутке проводов. В этом случае (по сравнению со схемой на рис. 3.14, б) петли нет, поскольку правый конец цепи .не заземлен. Дальнейшее, повышение защи-ш,енности цепи достигается применением схемы на рис. 3.14,5, коаксиальная цепь которой обеспечивает

УУЯу /У У /- 777777777777777777 77777777777777777777

ffj gj . 3)

7777777777777777

Рис. 3.14. Сравнение защищенности различных цепей от влияния внешних ьгагнитных и электрических полей; цепи расположены на расстоянии 25 мм над поверхностью нулевого потенциала (приводимые цифры-не меняются и для других расстояний):

а) о дБ; б) -2 дБ; в) -5 дБ; е) -49 дБ, скрученная пара, 18 витков иа метр; д) -57 дБ; е) -64 дБ, схема предпочтительна иа ВЧ; ж) -64 дБ, 3) -71 дБ; и) -79 дБ, скрученная пара, 54 витка на метр.

лучшее магнитное экранирование, чем скрученная пара на рис. 3.14, г. Площадь петли в схеме на рис. 3.14,5 не больше, чем в схеме на рис. ЗЛ4, г, так как продольная ось экрана коаксиального кабеля совпадает с его центральным проводом. Схема на рис. 3.14, е позволяет повысить защищенность цеци благодаря тому, что скрученная пара заземлена лишь па одном конце. Кроме того, в этой схеме используется независимый экран. Схема на рис. 3.14, имеет ту же защищенность, что и схема на