Абонентский трансформатор и его роль в сети ПВ при вещании в нее пиратской станции.

Комплектующие, радиокомпоненты / Электрика, электроника / Трансформаторы, индуктивности
Administrator
740
16-01-2019, 18:53
0

Как известно, вещание в абонентскую линию (далее АЛ) подъезда или дома - один и самых простых, но неэффективных способов вещания в радиосеть. Простота в том что АЛ подведена в каждую квартиру, неэффективность - потери мощности в проводах от пиратской станции до абонентского трансформатора (далее АТ)), а также в нем самом. При идеальной слышимости сигнала АЛ своего, в распределительном фидере (далее РФ) остается мало что, не говоря уже об АЛ других домов.

Причина такого низкого КПД в том, что АТ, повышая в данном случае 30в до 240в, должен быть нагружен сопротивлением 5760 Ом (240в, 10вт). В этом случае напряжение станции будет действительно повышаться в 8 раз. Но трансформатор подключен первичной обмоткой к распределительному фидеру, импеданс (полное сопротивление, переменному току, в данном случае на f=400гц) которого обычно лежит в пределах 8...30ом (240в, 2..7кВт), т.е. они абсолютно не согласованы друг с другом. То есть, АТ уже не способен работать как повышающий, а работает в режиме короткого замыкания. При этом вся мощность, подаваемая нами в АЛ, рассеивается на трансформаторе и проводах АЛ в виде тепла.

Вообще, на сетях проводного очень часто импеданс источника меньше, чем нагрузки. На рисунке ниже приведены импедансы основных цепей и устройств.
Сеть находится в исправном состоянии, все абонентские громкоговорители (далее АГ) включены на полную громкость, мощность каждого 0.25вт, включены в АЛ через резисторы по 300ом в каждом проводе, напряжение АЛ 30в, мощность АТ 10вт, напряжение РФ 240в, мощность одного РФ 500вт, на ТП РФ соединены вместе напрямую, мощность ТП 5кВт, напряжение МФ 960в. Опорно-Усилительную станцию (далее ОУС) для простоты не рассматриваем, а ее выходной импеданс вместе с проводами МФ принимаем равным 50ом.

1. Начнем снизу: попробуем вынуть вилку абонентского громкоговорителяиз радиорозетки и измерить его импеданс. Он как правило равен 3.6кОм (для АГ 0.25вт) или 7.2кОм (для АГ 0.125вт).

2. Теперь измеряем импеданс между отверстиями радиорозетки. При наличии и правильном номинале резисторов, исправности проводки он будет чуть более 600 ом (провода АЛ, вторичная обмотка АТ, и другая нагрузка АЛ имеют импеданс на три порядка ниже, так что им пренебрегаем).

3. Суем вилку АГ на место, и размыкаем провода перед коробкой со своими резисторами. Измеряем импеданс на проводе, идущем в квартиру(комнату). Он равен сумме АГ и резисторов, то есть 4200 ом.

4. Измеряем импеданс АЛ в точке подключения к ней квартирного провода (не важно, подключена-ли в этот момент квартира к АЛ, импедансы разные на два порядка). Он равен импедансу последовательно включенных проводов стояка и вторичной обмотки АТ, и параллельно им подключенной нагрузке подъезда. Примем импеданс проводов равным 7.5 ом (40 метров провода ТРП 2*0.5мм), импеданс вторички АТ (подключенного к РФ) тоже 7.5ом. Нагрузкой подъезда являются 40 точек по 4200ом, в итоге импеданс 105ом (то что нагрузка раскидана по этажам по всей длине стояка АЛ учитывать не будем). В итоге получаем примерно 13ом(7.5+7.5=15; (15*105)/(15+105)=13). Именно на такой импеданс должен быть рассчитан усилитель при вещании, хотя все равно пересчитывать придется в зависимости от этажа, типа АТ и кол-ва АГ в парадной.

5. Размыкаем провод от вторичной обмотки АТ к АЛ (около самого АТ, наверху стояка). Измеряем импеданс между проводами АЛ. Он равен импедансу нагрузки подъезда, то есть 105 ом (сопротивление проводов будет на порядок ниже, так что им пренебрегаем).

6. Измеряем импеданс вторичной обмотки АТ. Он зависит от числа витков, сечения провода обмоток, типа сердечника, и от того, к чему в конкретном случае подключена первичная обмотка. Рассчитать это достаточно сложно даже для нормального режима, не говоря о режиме короткого замыкания (тем более неполного КЗ, т.е. импеданс РФ нулю все таки не равен). По результатам измерения с эквивалентом РФ (10ом), он равен для трансформатора типа ТА-10 (выпущенного в 1999 году в СПБ) 7.5ом. При замкнутой накоротко первичной обмотке 7ом. Советую поэкспериментировать с разными типами трансформаторов. Если взять более мощный, импеданс будет ниже, но и на проводах АЛ будет теряться больше.

7. Подключаем на место АЛ к АТ. Отключаем первичную обмотку АТ от РФ. И измеряем импеданс первичной обмотки АТ. Он, как и в предыдущем случае, зависит от типа АТ, но уже в гораздо меньшей степени (т.к. это не режим короткого замыкания, а нормальный рабочий). В основном он зависит от нагрузки на трансформатор, то бишь в АЛ. Для указанного выше АТ он равен 5681 ом.

8. Измеряем импеданс РФ в точке подключения к нему АТ (не важно, подключена-ли в этот момент первичка АТ к РФ, импедансы разные на два порядка). Он равен импедансу соединенных последовательно проводов РФ (того, который измеряем) и вторичной обмотки трансформатора ТП, и подключенной параллельно нагрузкой всех РФ. Примем импеданс проводов равным 6 ом (удельное сопротивление применяемого сталеалюминиевого провода, как и его название, мне неизвестно). Импеданс вторичной обмотки трансформатора ТП примем равным 6 ом. Нагрузка на каждый РФ - 50 штук АТ, (каждый со своей нагрузкой), в итоге импеданс 115 ом. В сумме импеданс нагрузки 9 штук РФ (все кроме измеряемого РФ) будет 12.7 ом (то что нагрузка РФ раскидана по всей их длине, указывать не будем).

Таким образом, импеданс ТП со всеми остальными РФ будет чуть более 4 ома ( (6*12.7)/(6+12.7)=4 ). С учетом проводов от ТП до места измерения, а также нагрузки измеряемого РФ это будет 9.2 ома (4+6=10, (10*115)/(10+115)=9.2).Именно на такой импеданс должен быть рассчитан усилитель при вещании, хотя все равно пересчитывать придется в зависимости от расстояния до ТП, ее мощности, расстояния от нее до ОУС, числа РФ на ТП, наличия в каждом РФ ограничивающих устройств.

9. Отключаем провода РФ от ТП (около самой ТП, на ее стойке). Измеряем импеданс между проводами РФ. Он равен импедансу нагрузки РФ, то есть 115 ом (сопротивление проводов будет на порядок ниже, так что им пренебрегаем).

10. Отключаем провода всех РФ, и соединяем их вместе, не подключая к ТП. Измеряем импеданс в точке соединения или рядом. Он будет равен импедансу нагрузки всех 10 штук РФ, то есть 11.5 ом.

11. Остальное позже...

Эксперименты с эквивалентами сети.

Недавно я проводил опыты с эквивалентами оборудования радиосети, чтобы проверить прохождение сигнала от станции до слушателя, при вещании в абонентскую линию или на распределительный фидер. Цель: Определение субъективной громкости передачи у слушателя, находящегося в другом доме, на той-же сети РФ.

Оборудование: В обеих случаях (т.е и на РФ и на АЛ) и у слушателя и на станции применяется одно и то-же оборудование, разница лишь в подключении станции. На станции ставится усилитель 100У-101 мощностью 100вт, выходное напряжение 30в, в подъездах станции и слушателя трансформатор ТАМУ-10С (мощность трансформатора у слушателя не имеет значения), у слушателя имеются резисторы перед матюгальником номиналом 300ом каждый, трехпрограммный громкоговоритель "МАЯК-202", работающий без усиления и рассчитанный на 30в.

На усилитель подается реальный музыкальный сигнал, выставляется максимальная неискаженная громкость (U=30в).

Ход эксперимента.

1. Прямое подключение к распределительному фидеру.

Резистор R1 является эквивалентом всей нагрузки фидера (сотни АТ со своими АЛ, ТП со своей ОУС), и взят номиналом 10ом. Он нагружает усилитель так, как это делал- бы реальный распределительный фидер.

В обычных условиях, когда станция недалеко от ТП, потери в проводах РФ небольшие, и их сопротивлением можно пренебречь.

Трансформатор Т1 является абонентским трансформатором, стоящем в подъезде одного из слушателей. Резистор R2 -номинальная нагрузка трансформатора - радиоточки всего подъезда. Его номинал - 47ом (это 75 радиоточек).

R3 и R4 - резисторы в квартире слушателя. Но они, как мы знаем, при приеме на стандартный матюгальник сильно ни на что не влияют.

В качестве громкоговорителя использован стандартный матюгальник МАЯК-202, используемый большинством абонентов. Он работает в пассивном режиме, без усиления.

Результат №1 - громкость небольшая, но реальный музыкальный сигнал слышен на расстоянии 5...7 метров, и даже мешает смотреть телевизор.

2. Вещание в свою абонентскую линию.

Резисторы R1 и R2 - провода абонентской линии от станции до АТ. Рассматривается худший случай, когда провода довольно длинные, сопротивление (и импеданс на НЧ тоже) каждого - 4.7ом.

Сопротивлением нагрузки своей АЛ можно пренебречь, так как, если она исправна, то не оказывает большого влияния на работу системы.

Абонентский трансформатор тоже выбран далеко не лучший, но распространенный - ТАМУ-10с.

Роль R3 та-же, что R1 в предыдущем случае - нагрузка РФ (10ом). Все остальные элементы, как и R3, такие-же, только другая нумерация.

Результат №2 - громкость намного ниже, чем в предыдущем случае. Разобрать что-либо можно, только приложив ухо к динамику. Причина - несогласованность импеданса вторички Т1 и нагрузки R3.

Вывод: При вещании в АЛ потери в ее проводах и АТ существенны, но если очень надо, передачу можно услышать.

Источник: http://edu-4.narod.ru

Обсудить на форуме