CZ291676B6 - Uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek vodičů a vícežilový kabel - Google Patents

Abstract

Vyn lez se t²k uspo° d n kontaktn ch dvojic dvojlinek vodi (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8) a vodi v ce ilov ho kabelu pro omezen p°eslech , u kter ho kontaktn dvojice dvojlinky vodi (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8), respektive vodi ov dvojice vymezuj navz jem rovnob n a nep°ekr²vaj c se plochy (F.sub.1,2.n., F.sub.3,4.n., F.sub.5,6.n., F.sub.7,8.n.), p°i em dvojlinky vodi (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8), respektive vodi ov dvojice jsou um st ny v elektrick²ch ekvipotenci ln ch ar ch jejich sousedn ch dvojlinek vodi (1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8).\

Description

Uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek vodičů a vícežilový kabel

Oblast techniky

Vynález se týká uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek vodičů a vícežilového kabelu pro omezení přeslechů.

Dosavadní stav techniky

Z důvodů magnetické a elektrické vazby mezi dvěma sousedními kontaktními dvojicemi indukuje jedna kontaktní dvojice proud do sousední kontaktní dvojice, respektive ovlivňuje její elektrické náboje, takže dochází ke vzniku přeslechů.

Principiálně je možné uvažovat větší počet řešení omezení přeslechů. Jednotlivé kontaktní dvojice mohou být například odstíněny. Nevýhoda tohoto řešení však spočívá v tom, že je výrobě náročnější a tedy má i zvýšené výrobní náklady. Jiné řešení je založeno na tom, že jsou konstantní dvojice uloženy s velkým odstupem mezi sebou. Současně jsou vzdálenosti mezi kontakty jedné dvojice zvoleny velmi malé, protože velikost intenzity pole se snižuje s rostoucí vzdáleností. Nevýhoda podobných uspořádání spočívá v tom, že jsou velmi objemná a vyžadují kontaktní instalaci. Dále je známo, že kompenzovat vzniklé přeslechy, což je však technicky velmi náročné a tato kompenzace je omezena fyzikálními hranicemi.

Jiné řešení spočívá v takovém uspořádání kontaktních dvojic, u kterého jsou přeslechy omezeny povahou pole. Toto řešení navrhuje umístění k sobě kontaktní dvojice dvojlinek takovým způsobem, že plochy, určené kontaktními dvojicemi příslušných dvojlinek, jsou navzájem kolmé. Pokud jsou přitom vzaty v úvahu jisté souměrnosti, dané rozložením polem, je možno umístit kontaktní dvojici do elektrické ekvipotenciální plochy její sousední kontaktní dvojice, takže kontaktní dvojice již nebudou navzájem elektricky a magneticky svázány.

Kontaktní dvojice přitom mohou být umístěny takovým způsobem že plochy, vymezené kontaktními dvojicemi, se protínají. To vede ktomu, že vodiče jsou v připojovací oblasti ve vzájemné přenosové vazbě, což způsobuje dodatečné přeslechy. Proto jsou upřednostňována uspořádání, u kterých se neprotínají vymezené plochy kontaktních dvojic. Nevýhodou známých uspořádání s neprotínajícími se plochami jsou velké nároky na prostor a na proměnné připojovací úrovně. Podobné problémy s přeslechy se principiálně vyskytují i u vícežilových kabelů.

Podstata vynálezu

Vynález si proto klade za úkol vytvořit uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek vodičů, jakož i vícežilový kabel, u kterých by byly přeslechy omezeny na minimum a zároveň by vodiče byly kompaktně uloženy a byly jednoduše přístupné.

Shora uvedený úkol byl v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyřešen tím, že bylo vyvinuto uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek vodičů pro omezení přeslechů, přičemž kontaktní dvojice dvojlinky vodičů jsou navzájem rovnoběžně a vymezují nepřekrývající se plochy, přičemž dvojlinky vodičů jsou umístěny v elektrických ekvipotenciálních čarách jejich sousedních dvojlinek vodičů.

Kontaktní dvojice dvojlinek vodičů mají vždy stejnou vzdálenost.

Všechny příchozí vodiče a všechny odchozí vodiče uspořádání jsou umístěny vždy v jedné rovině.

-1 CZ 291676 B6

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl dále rovněž vyvinut vícežilový kabel s množinou vodičů, u kterého vodičové dvojice vymezují navzájem rovnoběžné a nepřekrývající se plochy, přičemž vodičové dvojice jsou umístěny na elektrických ekvipotenciálních plochách 5 jejich sousedních vodičových dvojic.

Díky tomu, že uspořádání kontaktních dvojic je provedeno takovým způsobem, že kontaktními dvojicemi určené plochy jsou navzájem rovnoběžné a že kontaktní dvojice jsou umístěny v elektrických ekvipotenciálních čarách jejich sousedních kontaktních dvojic, je možno vytvořit 10 kontaktní a jednoduše přístupné vzájemné uspořádání kontaktních dvojic, u kterého nejsou sousední kontaktní dvojice ve vzájemné elektrické a magnetické vazbě, což má za následek omezení přeslechů. Totéž platí i pro vícežilový kabel, u kterého jsou vždy sousední vodičové dvojice umístěny v elektrické ekvipotenciální ploše jiné vodičové dvojice.

Díky vytvoření kontaktních dvojic vždy se stejnou vzdáleností v každém případě je umožněno zjednodušené strojené připojení dvojlinek ke kabelům, které na ně navazují. U jiného výhodného příkladného provedení jsou všechny příchozí a všechny odchozí vodiče umístěny vždy v jedné rovině.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 zobrazuje schéma podle dvojlinky;

obr. 2 zobrazuje ve schématu pole první dvojlinky kontaktní uspořádání druhé rovnoběžné dvojlinky;

obr. 3 zobrazuje kontaktní uspořádání zástrčky typu 4 x 2; a obr. 4 znázorňuje schéma pro výpočet optimálního úhlu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je zobrazeno schéma pole dvojlinky vodičů 1, 2 se siločarami magnetického pole H a se siločarami elektrického pole E. Magnetický přeslech z první dvojlinky vodičů 1,2 na druhou 40 dvoj linku vodičů 3, 4 je přímo úměrný vzájemné indukčnosti M tohoto uspořádání. Vzájemnou indukčnost M lze získat integrací intenzity magnetického pole H dvojlinky vodičů 1, 2 přes plochu F3 4, jež je určena přímými vodiči dvojlinky vodičů 3,4, čímž získáme následující vztah = y,z)í/F ,

h.·.

přičemž v tomto skalárním součinu vektorů přispívají pouze ty složky intenzity magnetického 45 podle H, které jsou kolmé k ploše F34. Plošný integrál představuje magnetický tok, který protéká mezi oběma vodiči 3, 4. Tento tok je nulový, pokud oba vodiče 3, 4 leží ve společné siločáře magnetického pole H. Elektrické pole E dvojlinky vodičů 1, 2 způsobuje ve vodičích 3, 4 influenční náboje, které mohou protékat zatěžovacím odporem, a tímto způsobem mohou vytvářet přeslechy. Elektrické pole E dvojlinky vodičů 1,2 vytváří mezi oběma vodiči 3, 4 poten50 ciální rozdíl o velikosti vodiči /₄-r₃= | Ědt vodiči

Výše uvedený vztah je křivkový integrál po siločáře elektrického pole E od vodiče 3 k vodiči 4, přičemž potenciálový rozdíl je nulový, pokud je intenzita elektrického pole E kolmá na plochu F34, určenou vodiči 3, 4. Vektorové elektrické pole E je možno popsat i pomocí skalárního 5 potenciálu, přičemž ekvipotenciální čáry jsou kolmé na siločáry elektrického pole E. Aby mohla být přerušena elektrická vazba, musí být oba vodiče 3, 4 umístěny v ekvipotencionální ploše elektrického potenciálu. Jelikož jsou siločáry elektrického pole E a siločáry magnetického pole H navzájem kolmé, ubíhají potenciálové čáry stejně jako siločáry magnetického pole H. To tedy znamená, že nevyskytuje-1 i se u uspořádání přímých vodičů magnetická vazba, nevyskytuje se 10 zde ani vazba elektrická. Z důvodů konečné vzdálenosti vodičů je elektrické pole E v blízkosti vodičů zkresleno, jelikož jejich povrch je také ekvipotenciální plocha. Tuto skutečnost je však možné u větších vzdáleností zanedbat.

Na obr. 2 je zobrazeno magnetické pole H dvojlinky vodičů 1, 2 s kontaktní vzdáleností a. Na 15 obr. 2 jsou zobrazena možná uspořádání druhých vodičů 3, 4, u kterých je taktéž a. Proto existuje konečné množství možných uspořádání dvoj linek vodičů 3, 4, u kterých je plocha F3 4, určená vodiči 3, 4, rovnoběžná s plochou F_1j2, přičemž odstup kontaktních dvojic vodičů 1, 2, respektive vodičů 3, 4 je vždy stejně veliký. Jelikož se dvojlinka vodičů 3, 4 nachází na jedné siločáře magnetického pole H, neexistuje ani vzájemná elektrická vazba, ani vzájemná magnetická vazba 20 mezi oběma dvoj linkami vodičů 1, 2, respektive vodičů 3, 4.

Na obr. 3 je zobrazeno kontaktní uspořádání zástrčky 4x2. Vzdálenost mezi vodiči v každé dvoj lince vodičů 1, 2, respektive vodičů 3, 4, respektive vodičů 5, 6, respektive vodičů 7, 8 je vždy konstantní vzdálenost a. Příchozí vodiče 1, 3, 5, 7 a odchozí vodiče 2, 4, 6, 8 navíc leží vždy 25 v jedné rovině, přičemž vzdálenost odchozího vodiče 2, 4, 6, 8 k sousednímu příchozímu vodiči

1, 3, 5, 7 je taktéž a. Takto vzniklý úhel a je možné vyčistit následujícím výpočtem, který je proveden za pomoci obr. 4:

Příchozí vodiče 3 opisuje v závislosti na úhlu α = 90°+β kružnici okolo odchozího vodiče 2 30 s poloměrem 2A = a a se středem posunutým o A. Rovnice pro tuto kružnici K1 má tvar:

(X - A)² + Y² = (2A)².

Aby došlo k úplnému přerušení vazby, musí se vodiče 3, 4 nacházet na jedné siločáře magnetic35 kého pole H, která je určena kružnicí K2 o poloměru R² = M² - A² a středem M. Rovnice kružnice K2 má následující tvar:

(X-M)² + Y² = M²-A².

Průsečík obou kružnic K1 a K2 se získá vyřešením soustavy rovnic:

(Ύ - A)² -{X - M)² = (2Á)- - M² + A¹ X =

M - A

Z obr. 4 vyplývá pro střed Μ = X + A, takže pro souřadnici x vodiče 3 platí následující vztah:

x- 41' A

-3CZ 291676 B6

Pomocí souřadnice x vodiče 3 je možno vypočítat úhel β následovně:

sin β = x-A _4Í-\

2-A ~ 2 =>/7 = 1 1,95°

Z toho vyplývá, že hledaný úhel a = 90° + β má velikost 101,95°.

U uspořádání podle obr. 3 již nejsou vodiče 5, 6, respektive vodiče 7, 8 přesně najedná siločáře magnetického pole H dvojlinky vodičů 1, 2, což vede k naindukování přeslechu. Ale z důvodů velké vzdálenosti je tento přeslech velmi malý. Podle stejného principu jako u obr. 3 je možno uspořádat vícežilový kabel, například do podoby plochého kabelu, u kterého jsou sousední vodičové dvojice umístěny v elektrické ekvipotenciální čáře jiné vodičové dvojice.

Claims (4)

1. Uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek vodičů pro omezení přeslechů, vyznačující se t í m , že kontaktní dvojice dvojlinek vodičů (1, 2; 3,4; 5, 6; 7, 8) jsou navzájem rovnoběžné a vymezují nepřekrývající se plochy (F_1i2, F_3>4, F₅₆, F₇₈), přičemž dvojlinky vodičů (1, 2; 3, 4; 5,

20 6; 7, 8) jsou umístěny v elektrických ekvipotenciálních čarách jejich sousedních dvojlinek vodičů (1,2; 3,4; 5,6; 7, 8).

2. Uspořádání podle nároku 1,vyznačující se tím, že kontaktní dvojice vodičů (1,2; 3,4; 5, 6; 7, 8) mají vždy stejnou vzdálenost (a).

3. Uspořádání podle nároku 2, vyznačující se tím, že všechny příchozí vodiče (1,3,

5, 7) a všechny odchozí vodiče (2, 4, 6, 8) uspořádání jsou umístěny vždy v jedné rovině.

4. Vícežilový kanál s množinou vodičů, vy z n a č uj í c í se tím, že vodičové dvojice 30 vymezují navzájem rovnoběžné a nepřekrývající se plochy, přičemž vodičové dvojice jsou umístěny na elektrických ekvipotenciálních plochách jejich sousedních vodičových dvojic.