CZ380497A3 - Uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek a vodičů vícežilového kabelu pro omezení přeslechů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek a vodičů 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 výrobně náročnější a tedy má i zvýšené výrobní náklady. Jiné řešení je založena na tom, že jsou kontaktní dvojice uloženy s velkým odstupem mezi sebou. Současně jsou vzdálenosti mezi kontakty jedné dvojice zvoleny velmi malé, protože velikost intenzity pole se snižuje s rostoucím vzdáleností. Nevýhoda podobných uspořádání spočívá v tom, že jsou velmi objemná a vyžadují kompaktní instalaci. Dále je známo, jak kompenzovat vzniklé přeslechy, což je však technicky velmi náročné a tato kompenzace je omezena fyzikálními hranicemi.

• · ry· • · tJ* ·

Jiné řešení spočívá v takovém uspořádání kontaktních dvojic, u kterého jsou přeslechy omezeny povahou pole. Toto řešení navrhuje umístit k sobě kontaktní dvojice dvojlinek takovým způsobem, že plochy, určené kontaktními dvojicemi příslušných dvojlinek, jsou navzájem kolmé. Pokud jsou přitom vzaty v úvahu jisté symetričnosti dané rozložením pole, je možné 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 se protínají kontaktními dvojicemi určené plochy. To vede k tomu, 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 pokládá za úkol vytvořit uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek a vodičů vícežilového kabelu, u kterého by přeslechy omezeny na minimum a zároveň by vodiče byly kompaktně uloženy a byly by jednoduše přístupné.

• · · _η· · ··· • ···-»·· ···· · • · · · · · ··« · ·· · ·· ··

Řešení tohoto problému vyplývá z význaků patentových nároků 1 a 4. 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 čárách jejich sousedních kontaktních dvojic, je možné vytvořit kompaktní 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. To samé platí i pro vícežilový kabel, u kterého jsou vždy sousední vodičové dvojice umístěny v elektrické ekvipotenciální ploše jiné vodičové dvojice. Jiná výhodná provedení vynálezu vyplývají z podnároků.

Díky vytvoření kontaktních dvojic s vždy stejnou vzdáleností a mezi sebou je umožněno zjednodušené strojové připojení dvojlinek ke kabelům, jež na ně navazují. U jiného upřednostňovaného příkladu provedení jsou všechny příchozí a všechny odchozí vodiče umístěny vždy v jedné rovině.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále blíže vysvětlen na základě upřednostňovaného příkladu provedení vynálezu.

Obr. 1 zobrazuje schéma pole dvojlinky.

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

• · zf ··*{·· ·

Obr. 3 zobrazuje kontaktní uspořádání zástrčky typu 4*2.

Obr. 4 znázorňuje schéma pro výpočet optimálního úhlu.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku 1 je zobrazeno schéma pole dvojlinky X, 2 se siločárami magnetického pole H a se siločárami elektrického pole E. Magnetický přeslech z první dvojlinky X, 2 na druhou dvojlinky X, 4 je přímo úměrný vzájemné indukčnosti M tohoto uspořádání. Vzájemnou indukčnost M lze získat integrací intenzity magnetického pole H dvojlinky X, 2 přes plochu F33, jež je určena přímými vodiči dvojlinky X, 4, čímž získáme následující vztah

Μ = μ₀ / 1 H12 (x, y, z) dF,

F3,4 přičemž v tomto skalárním součinu vektorů přispívají pouze ty složky intenzity magnetického pole H, jež jsou kolmé k ploše F_3;4. Plošný integrál představuje magnetický tok, jež protéká mezi oběma vodiči X, 4. Tento tok je nulový, pokud oba vodiče X, 4 leží ve společné siločáře magnetického pole H. Elektrické pole E dvojlinky X, X způsobuje ve vodičích 3_, 4 influenční náboje, jež mohou protékat zatěžovacím odporem a tímto způsobem mohou vytvářet přeslechy. Elektrické pole E

E dr. 3 dvojlinky 1_, 2 vytváří mezi oběma vodiči 3_, 4 potenciální rozdíl o velikosti vodič

V₄ - V₃ = j vodič

Výše uvedený vztah je křivkový integrál po siločáře elektrického pole E od vodiče 3_ k vodiči 4, přičem potenciálový rozdíl je nulový, pokud je intenzita elektrického pole E kolmá na plochu F3 4, určenou vodiči 3., 4. Vektorové elektrické pole E je možné popsat i pomocí skalárního 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-li se u uspořádání přímých vodičů magnetická vazba, nevyskytuje se zde ani vazba elektrická. Z důvodů konečné vzdálenosti vodičů je elektrické pole Ev 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 1_, 2, přičemž kontaktní vzdálenost vodičů £, 2 je a. Na obr. 2 jsou zobrazena možná uspořádání druhých vodičů 3_, 4, u kterých je kontaktní vzdálenost taktéž a. Proto existuje nekonečné množství možných uspořádání dvojlinek 3_, 4, u kterých je • · · · 4 4 ^9 9 4 99

4444 4 · 9 · φ· · · ··· · · • · 4 9 4 4 9 9

4 4 4 4 4 «· 4 4 plocha F_3;4, určená vodiči 3_, 4, rovnoběžná s plochou Fi_>2 a odstup kontaktních dvojic X, 2, respektive 3_, 4 je vždy stejně veliký. Jelikož se dvojlinka 3., 4_ nachází na jedné siločáře magnetického pole H, neexistuje ani vzájemná elektrická vazba, ani vzájemná magnetická vazba mezi oběma dvojlinkami X, 2_, respektive 3_, 4..

Na obr. 3 je zobrazeno kontaktní uspořádání zástčky typu 4 *

2. Vzdálenost mezi vodiči v každé dvojlince X, 2, respektive 3., 4, respektive 5_, 6_, respektive 7, 8. je vždy a. Příchozí vodiče X, L L 7a odchozí vodiče 2, 4, 6, 8_ navíc leží vždy v jedné rovině, přičemž vzdálenost odchozího vodiče 2, 4, 6, 8. k sousednímu příchozímu vodiči X, 3_, X, 7 je taktéž a. Takto vzniklý úhel a je možné vyčíslit následujícím výpočtem, který je proveden za pomoci obrázku 4:

Příchozí vodič 3_ opisuje v závislosti na úhlu a = 90° + β kružnici okolo odchozího vodiče 2 s poloměrem 2 A = 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 magnetického pole H, jež je určena kružnicí K2 o poloměru R² = M² - A² a středem M. Rovnice kružnice K2 má následující tvar:

(X - Μ)² + Y² = M² - A² • · • · ··· · · · · · · · ··· · ··· · ··· • ······ · ·· · ···· · • · · · / · ··· • · · 4 ·· · · * * ·

Průsečík obou kružnic Kl a K2 se získá vyřešením soustavy rovnic (X - A)² - (X - Μ)² = (2A)² - M² + A² . A

-> X =M - A

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

X = J~2*a.

Pomocí X-ové souřednice vodiče 3_ je možné vypočítat úhel β,

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

x - a JT- i sin β= - = 2 A 2

->

β = 11,95° ·· · • · · • · · t

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

Zastupuje;

• · · · · ·· · · • · · ··· «··· • · · · ··· · ··· • ···· · · · ···· · ··· * ·

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Uspořádání kontaktních dvojic dvojlinek pro omezení přeslechů vyznačující se tím, že kontaktní dvojice dvojlinky /1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8/ určují navzájem rovnoběžné, nepřekrývající se plochy /Fi_j2; F33; F_{5 6}; a ž e dvojlinky /1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8/ jsou umístěny v elektrických ekvipotenciálních čárách jejich sousedních dvojlinek /1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8/.
2. 2. Uspořádání podle nároku 1 vyznačující se tím, že kontaktní dvojice dvojlinek /1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8/ mají vždy stejnou vzdálenost /a/.
3. 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 do jedné roviny.
4. 4. Vícežilový kabel s větším počtem vodičů vyznačující se tím, že vodičové dvojice určují navzájem rovnoběžné, nepřekrývající se plochy, a že vodičové dvojice jsou umístěny v elektrických ekvipotenciálních plochách jejich sousedních sousedních vodičových dvojic.

   Zastupuje:

   Obr. · 1 • · ·· · ·· ·· • · · · · · ···· • · · · · · · · * · · • ···· · · · ···· · ··· · · • * ··· ··· • · · · ·· · ·· · ·

   Τι UM -Obr. .2.

   ·* * ·· ·· • · · · · a « • ··« · · a a • ······ ·· · · « • a a a · a ·· a t · a · ·· · • · ···· ·* • · • · • · • · φ

   4 4 • · ···· . ·« • · · 4 · 44

   44·· 4

   4 · ·· 44

   Τ\' Q7

   Obr. 3

   Obr.