Эскиз	Волновое сопротивление, Ом	Емкость, пФ /м	Индуктивность, мкГн /м

Поскольку диэлектрическая проницаемость лакового покрытия платы выше, чем у воздуха, то волновое сопротивление микрополосковых линий, покрытых лаком, бу­дет меньше, а емкость — выше. У двухпроводной ЛП, в которой обратный ток проте­кает по общему для всех схем проводу (земле), с возрастанием зазора между проводом и землей увеличивается индуктивность за счет увеличения токового контура ЛП. По­меха обусловливается действием магнитного поля контуров связи соседних проводов, а также активных компонентов, создающих магнитные поля. Уменьшение паразит­ной связи возможно сокращением площади контура путем укладки провода непосред­ственно по поверхности земли. Обратный провод двухпроводной ЛП в низкочастотных схемах должен заземляться в одной точке на входе или выходе линии связи во избежа­ние появления контуров токов заземления и, как следствие, помехи из-за возможной разности потенциалов между точками заземления.

Таблица 4.4.5

Электрические параметры вариантов объемного монтажа

Эскиз	Волновое сопротивление, Ом	Емкость, пФ /м	Индуктивность, мкГн /м

Примечание. 1 — провод; 2 — земля; 3 — оплетка коаксиального кабеля; ε — относительная диэлектрическая проницаемость внутренней изоляции кабеля; D — диаметр коаксиального кабеля без учета удвоенной толщины оплетки с изоляцией; d — диаметр провода.

Электрические параметры объемного монтажа. Аналитические зависимости для оценки электрических параметров некоторых вариантов объемного монтажа пред­ставлены в таблице 4.4.5. В практике конструирования трудно получить волновое со­противление ЛП ниже 30 и выше 600 Ом. В зависимости от конкретного типа провода и шага свивания волновое сопротивление свитой пары составляет 110-130 Ом. При кон­струировании, например, цифровой аппаратуры, стремятся разрабатывать и исполь­зовать ЛП с большим волновым сопротивлением и малой шунтирующей емкостью.

Разводка ЛП осуществляется последовательно и параллельно. Сравнение типов разводок проводится по суммарной длине соединений, быстродействию, надежности соединений, развязки (табл. 4.4.6) [9].

Таблица 4.4.6

Виды разводок линий связи

Тип разводки	Функциональная схема	Эквивалентная схема	Время выдержки
Последовательная			Около
Параллельная			Около

Последовательная разводка обеспечивает минимальные длины связей, легкость в проектировании и монтаже. Недостатком является наличие цепей, по которым текут суммарные токи приемников П, вызывающие значительные падения напряжения на проводниках и, как следствие, гальванические помехи. Отказ одного контакта или проводника приводит в худшем случае к отказу всех схем, нагруженных на источник сигнала И.

При параллельной разводке имеет место наилучшая развязка цепей. Отказ одного проводника или контакта скажется на работоспособности только одного приемника П. Однако суммарная длина проводников монтажа увеличится. Наличие параллельных цепей связи ведет к перекрестным помехам. Но, с другой стороны, параллельная раз­водка позволяет увеличить быстродействие систем.

Волоконно-оптические ЛП. Начнем с краткой исторической справки. Первые линии связи на основе оптических волокон появились в 1970 г. Затухание сигнала тех линий составляло порядка 20 дБ/км. В настоящее время затухание оптоволоконных линий со­ставляет порядка 1 дБ/км. В том же году появился вопрос о создании элементной базы для волоконно-оптических линий. Необходимо было заняться разработкой скоростных фотоприемников и излучателей. В 1980 г. появились первые кварцевые волокна. Диа­метр их был 5 мкм. В 1981 г. впервые была сделана сорокакилометровая линия со скоро­стью передачи 2 Гбит/с. Вероятность ошибки этой линии составляла 10^-9.

Какие же преимущества имеют волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) перед медными проводами?

• 1 кг функционального стекла заменяет 2 т меди при построении аналогичной ли­нии связи;

• скорость передачи данных в оптическом диапазоне сейчас достигает 100 Гбит/с;

• в ВОЛС отсутствует электромагнитное излучение, нет утечек — стало быть растет информационная безопасность;

• между ретрансляторами ВОЛС может быть очень большое расстояние — умень­шается число ретрансляторов;

• стоимость кабеля сравнительно низкая (единицы долларов за метр);

• срок службы элементов волоконной связи превышает 100 000 часов.

Классификация волоконно-оптических линий связи:

• магистральные ВОЛС — протяженностью сотни и тысячи километров;

• внутригородские ВОЛС — десятки километров — между АТС, серверами, кабели телевидения;

• внутриобъектовые ВОЛС — сотни метров — это распределительные сети, линии связи внутри зданий, самолетов, пароходов и т. д.

Назначение и состав ВОЛС

Оптоволоконный кабель содержит от одного и до сотен световодов. Световод — это направляющая система, состоящая из оптического волокна и покрытия. Оптово­локно — стеклянное волокно диаметром от 3 до 150 мкм. Поскольку диаметр волокна больше длины волны, в световоде распространяются поперечные электромагнитные колебания.

Основные физические свойства оптических волокон:

• высокая чувствительность к механическим воздействиям.

• малый коэффициент температурного расширения а  град^-1.

• высокий модуль упругости (модуль Юнга) Е = 60...80 ГПа.

• малый предел упругого растяжения % .