SİMETRİK HABERLEŞME KABLOLARINDA İKİNCİL PARAMETRELERİN FREKANS VE SICAKLIKLA DEĞİŞİMİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ

Transkript

1 Uludğ Üniversitesi Mühendisli-Mimrlı Fültesi Dergisi, Cilt, Syı, 25 SİMETRİK HABERLEŞME KABLOLARINDA İKİNCİL PARAMETRELERİN FREKANS VE SICAKLIKLA DEĞİŞİMİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ Güneş YILMAZ Özet: Bu çlışmd, Tür PTT sinin Ses Frens Dğıtım Kblolrı Teni Şrtnmesi ne göre üretilip şehiriçi telefon şebeesine döşenen blolrın yüse frens prmetreleri incelenmiş, teori hesplmlrın prti ölçmeler ve deney sonuçlrıyl ne derece bğdştığı rştırılmış ve geretiğinde formüllere düzeltme ftörü elenmiştir. Şehiriçi telefon şebeesinde ullnıln.4 mm,.5 mm,.6 mm ve.9 mm çpınd bır telli PD-PDA ve PDF tipi blolrd teori hesplmlrl bulunn blo iincil prmetreleri, deney sonuçlrı ile ıyslnmış, formüllerin %2 vey %3 den üçü bir ht ile geçerli olduğu frens bndlrı tespit edilmiştir. - MHz frens bölgesi 5 lt frens bndın bölünmüş ve telefon şebeesine döşenen 8 tip dolgulu ve dolgusuz blo için bnd sınırlrı belirlenmiştir. Anhtr Kelimeler: Hberleşme Kblolrı, İincil Prmetreler, Ht Zyıflmsı, Krteristi Empedns. Eperimentl Anlysis of Vrition of Secondry Prmeters with Frequency nd Temperture in Symmetricl Telecommuniction Cbles Abstrct: In this study, pproprite empiricl formultions hve been developed for the high frequency behvior of subscriber cbles mnufctured in ccordnce with Turish PTT Specifictions. Secondry prmeters for.4 mm,.5 mm,.6 mm nd.9 mm dimeters PD-PDA nd PDF type cbles with copper conductors hve been compred with the theoreticl clcultions. In regions where theoreticl clcultions devite by less thn 2-3% from eperimentl result, frequency bnds tht re vlid hve been defined. In conclusion, within the - MHz rnge boundries of 5 frequency bnds hve been determined for 8 types of filled nd unfilled locl telephone cbles. Key Words: Communiction Cbles, Secondry Prmeters, Line Attenution, Chrcteristic Impednce.. GENEL BİLGİLER Simetri trnsmisyon htlrını oluşturn iletenlerin her birim uzunluğunun bir direnci (R) ve bir endütnsı (L) vrdır (Schmidt, 982). Ayrıc birbirine prlel ve rlrı ylıtılmış oln ht iletenleri rsınd bir psite (C) mevcut olduğu gibi ylıtn mddelerin müemmel olmmsı nedeniyle üçü de ols bir ç iletenli (G-perditns) vrdır. Bütün bu direnç, endütns, psite ve ç iletenli bir yerde toplu olmyıp ht boyunc üniform olr dğılmıştır. Homogen bir httın trnsmisyon özellilerini tmmiyle tnımlyn eletrisel prmetrelere birincil prmetreler denir. Bu prmetreler, httın ypılmsınd ullnıln mlzemelerin iletenliği, permebilitesi, dieletri sbiti gibi fizisel özellilerine, boyutlrın ve geometri onumlrın göre değiştiği gibi, çevre oşullrının değişmesinden de etilenmetedir. R, L, C ve G olr belirtilen birincil prmetreler nitelileri bımındn iiye yrılırlr. Boyun Prmetreler: Direnç ve endütns; Enine Prmetreler: Kpsite ve perditns (Uzgören, 982). R/2 L/2 L/2 R/2 G C Şeil. İi Telli Simetri Trnsmisyon Httının Eşdeğer Şemsı Uludğ Üniversitesi, Mühendisli-Mimrlı Fültesi, Eletroni Mühendisliği Bölümü, Görüle, Burs.

2 Birincil prmetreleri R, L, C ve G oln bir trnsmisyon httının rteristi empednsı Z ve propgsyon sbiti γ, şğıdi gibi tnımlnır. ( R + jωl) ( G + jωc) = Z r jzi Z = + ; γ = (R+jωL).(G+j ω.c) = α+jβ () Birer reel büyülü oln R, L, C ve G ye birincil prmetreler denildiği gibi, birer omples büyülü oln Z ve γ y iincil prmetreler dı verilir. Görülüyor i, iincil prmetrelerin her iisi de httın birincil prmetrelerinden bş, frens d bğımlıdır. Yni, her bir httın rteristi empednsı ve propgsyon sbiti, belli bir frens için sbit olml birlite, ht üzerinden iletilen işretin frensı ile değişen büyülülerdir. Ht zyıflmsı α ve fz sbiti β nın hesplm formülleri (2) ve (3) te verilmiştir. α = ( R + ω L )( G + ω C ) ω.l.c R. G ( R + ω.l )(. G + ω.c ) + ω.l.c - R.G rd/m Np/m (2) β =.5. (3) Her frenst sinüsoidl dlgnın fz hızı V p ve fz gecimesi t p rsınd Vp = ( t p ) ( ω b) bğıntısı vrdır. 2. İKİNCİL PARAMETRELERİN FREKANS ve SICAKLIKLA DEĞİŞİMİ Yurıd dı geçen iincil prmetreler, her httın trnsmisyon özellilerinin bir göstergesidir. Bu prmetrelerin frensl değişimi yrı frens bntlrınd olduç büyü bir frlılı gösterdiğinden, bizi ilgilendiren -2 MHz frens bölgesini en zındn dört yrı bnd bölmete yrr vrdır. -- Ço lç frenslr ve doğru ım (DC) -- Ses frenslrı bndı (3 Hz - Hz) -- Ort frenslr bndı ( Hz - 5 Hz) -- Yüse frenslr bndı > 5 Hz 2.. Ço Alç Frenslr Bndınd Değişim Bu frenslrd ω =, vey ω olduğundn ω.l ve ωc dır. İincil prmetrelerinin değeri (4) e gore hesplnır. Z = R G ; γ = R.G ; β = (4) Z sırf omi bir direnç, γ ise reel bir syıdır. Süreli rejime erişmiş doğru ım hlinde, retif empedns sözonusu olmycğındn bu sonuç fizisel gerçelere tm uymtdır. Frens yüseldiçe Z ve γ yı veren () denleminde gerçel bileşen ynınd bir de snl bileşen bulunur Ses Frenslrı Bndınd Değişim (3 Hz- Hz) Ses frens bndınd ωl «R ve ωc» G olduğundn rteristi empedns ( G + j.c) = R ( 2. ω.c) + j R ( 2. ω.c) = Zr + j Zi Z ω = (5) = R Z Z = Zr + Zi olr hesplnır. Propgsyon sbiti ise γ = jω.c.r = ω.c.r 2 + j ω.c.r 2 = α + jβ (6) şelini lır. Ht zyıflmsı ve fz sbitinin değerleri rm olr ynıdır. α β.c.r 2 (7) ω Te frens için fz hızı V p ( R.C) = ω β = 2ω (8) 2

3 ve fz gecimesi ( R.C ) t p = Vp = 2ω (9) olr hesplnır. Sözonusu, birço frensı içeren frens bndı ise, grup fz hızı V g ve grup fz gecimesi ( 2ω R.C) = dω dβ = 2. () ( 2) ( R.C ) t g = Vg = 2ω () formülleri ile bulunur. Görüldüğü gibi bu frens bndınd, iincil prmetrelerin tmmı, frensl f, sıclıl ise ~ 2/ C olr değişir (Kohlrusch, 968, Lenehn, 977) Ort Frenslr Bndı ( Hz-5 Hz) Bu frenslrd ω L R ve ωc» G dir ve ht empednsı ( L C) D - j ( R 2 LC). ( D ) Z2 Z = Zr + jz i = ω = (2) olr hesplnır. Burd D = ( R ω ) 2 + dır. L Ht zyıflmsı, 2 = ( R 2 ). ( C L) D α (3) Fz sbiti, β 2 = ω L.C. D (4) Fz hızı, = ( L.C. ) V (5) p D Fz gecimesi, t p = L.C. D (6) olr hesplnır (Atly, 977). Tüm formüllerde yer ln D ı ftörü hesplnmış ve incelenen frens bndının lt ısmınd (~ Hz), blo tiplerine göre frlı (.4 mm ~.9;.6 mm ~.4;.9 mm ~.3) değerler ldığı, frens yüseldiçe, değerlerin düşere. e ylştığı görülmüştür. Ort frenslr bndının üst ısmınd ise (~ 5 Hz), D ı ~. (.4 mm ~.2,.6 mm ~.6,.9 mm ~.2) bulunmuştur Yüse Frens Bndı (f > 5 Hz) İncelenen frens bndınd ωl» R ve ωc» G olduğundn, birincil ve iincil prmetreleri rsındi bğıntıyı veren formüller de sdeleşir. Ht empednsı Z = L/C = Z r = Z 3 (7) gerçel büyülü olup, omi bir dirençtir. Fz Sbiti β3 = ω L.C (8) Ht zyıflmsı 3 = ( R 2) C L + ( G 2) L C = α + α y α (9) vey = ( R 2Z ) + ( GZ 2) = α + α ( R ( 2 L C ) olr hesplnır. Burd; α (2) 3 y α - Çiftin eten direnci, endütnsı ve psitesinden ynlnn zyıflm α y - Ylıtndi dieletri yıplrındn ynlnn zyıflm Bu frenslrd fz hızı ht hızın eşit olduğundn V p = Vg = / L.C (2) fz gecimesi ile grup gecimesi de eşittir ve (22) formülüyle hesplnır. t = t = V ~ L.C = t (22) p g g 3

4 Görüldüğü gibi yüse frens bndınd fz sbiti dışınd iincil prmetrelerin frensl değişim hızı, ort frenslr göre zlmıştır. Efetif psite frensl değişmediğinden, rteristi empedns, fz hızı ve fz gecimesi sdece endütnsın ço z ornd (~ % 5) değişmesinden etilenir. Ht zyıflmsı d diret olr frens bğlı değildir ve sdece direncin frensl değişiminden etilenir..4/.7 ve.6/. tipi blolrd (7), (3) ve (2) e göre hesplnn α, α 2, ve α 3 ve ölçülen gerçe ht zyıflmsı α g nin frensl değişimi Şeil 2 ve Şeil 3 te; telefon şebeesine döşenen seiz tip dolgulu ve dolgusuz dğıtım blosund gerçe ht zyıflmsı değerlerinin frensl değişimi Tblo de;.4/.7 tipi blolrd (7), (4), (8) e göre hesplnn β, β 2, β 3 ve gerçe fz sbiti β g değerlerinin frensl değişimi Şeil 4 te verilmiştir. α (db/m) α αg α 2 ~ α 3 f (Hz) Şeil 2..4/.7 tipi blolrd ht zyıflmsının frensl değişimi α (db/m) α α 2 ~ α 3 Şeil 3..6/. tipi blolrd ht zyıflmsının frensl değişimi α g f (Hz) Tblo. Seiz tip dğıtım blosund gerçe ht zyıflmsının frensl değişimi.4/.7.4/.84.5/.86.5/.4.6/..6/.4.9/.64.9/2. Frens αg αg αg αg αg αg αg αg f(hz) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m)

5 β (rd/m) β β β 2 β 3 β g β g β 2 β 3 β f (Hz) Şeil 4..4/.7 tipi blolrd β, β 2, β 3 ve β g nin frensl değişimi Şeil 4 te.4/.7 tipi blolrd (5), (2), (7) e göre hesplnn Z, Z 2 ve Z 3 değerleri ve Tblo 2 de de gerçe rteristi empedns Z g değerlerinin frensl değişimi verilmiştir. Tblo 2..4/.7 tipi blolrd hesplnn ve gerçe rteristi empednsın frensl değişimi Z (Ω) f (Hz) Z Z Z Zg Tblo 3 te de seiz tip dğıtım blosund grup gecimesinin frensl değişimi görülmetedir. Tblo 3. Seiz tip dğıtım blosund grup gecimesi tg nin frensl değişimi.4/.7.4/.84.5/.86.5/.4.6/..6/.4.9/.64.9/2. Frens tg tg tg tg tg tg tg tg f(hz) (µs) (µs) (µs) (µs) (µs) (µs) (µs) (µs) TRANSMİSYON HATLARINDA YANSIMA Trnsmisyon httın sonun, endi rteristi empednsındn frlı bir empedns bğlndığınd (vey rteristi empednslrı frlı oln ii blo birbirine bğlndığınd), gelen enerjinin bir ısmı ynsıyıp terr ynğ döner (Gillber ve Bufft, 992). Benzeri ynsım sdece ht bşınd ve sonund değil, ht boyunc empedns dlglnmlrı (değişiliği) oln her notd olur (Uzgören, 982, Küpfmüller, 988). Uzunluğu sınırlı ve rteristi empednsı Z oln httın sonu herhngi bir Z r yü empednsı ile pndığını, bş trfın d iç empednsı Z d oln bir E d ynğı uygulndığını frz edelim. Httın yn ucundi gerilim ve ım U ve I, yü ucundi gerilim ve ım d U r ve I r ise, yntn uzlıti bir notnın U gerilimi ve I ımını hespldığımızd; 5

6 U I = γ γ [( U Z I ) 2] e + [( U + Z I ) 2] e γ γ [( U I ) ( 2Z )] e + [( U + Z I ) ( 2Z )] e = elde edilir (Atly, 977). (23) (24) Z Zd I I 2 Ir Ed U U Z Ur Zr ' L 2' Şeil 5. Sonu herhngi bir empednsl ptılmış sınırlı uzunlut trnsmisyon httı (23) ve (24) ten görüldüğü gibi herhngi bir notsındi gerilim ve ım, iişer bileşenden o- luşmuştur. Bunlrdn e -γ. çrpnını ihtiv eden bileşenler ht bşınd (yn ucund, =) msimum olup, yüe ylştıç genlileri sonsuz uzun htlrd olduğu gibi e -. çrpnı ile üçülür ve -ß dr fz değişimine uğrrlr. e -γ. çrpnını ihtiv eden bileşenler ise, tersine, yü uçlrınd (=L) msimum, yn trfınd minumum değerlerini lırlr. Ht bşınd ölçülen empedns Z olduğun gore U = Z. I (25) Denlemini dite lr (23) ve (24) bğıntılrı şğıdi gibi yzılbilir. 6 -γ γ [( Z + ) Z ](. U 2) e + [( Z Z ) Z ](. U 2) e = U g U y -γ γ [( Z + ) Z ](. I 2) e + [( Z Z ) Z ](. I 2) e = I g I y U = Z + (26) I = Z + (27) (26) ve (27) den görüldüğü gibi httın herhngi bir notsındi gerilim vey ımın değeri, gelen ve ynsıyn dlglrın gerilim ve ımlrının toplmın eşittir. Ht üzerinde herhngi bir notdi ynsıyn gerilimin gelen gerilime ornın Ynsım Ktsyısı denir ve r ile gösterilir. r y g ( Z - Z ) ( Z Z ) = U U = + (28) Kynğ uzlığı oln notdi ynsım tsyısı ise r = U y U g = 2γ [( Z - Z ) ( Z Z )] e + (29) olr bulunur. Ynsım tsyısı, httın rteristi empednsı ile giriş empednsın ve söz onusu notnın ynğ uzlığın göre değişir. Ynsım tsyısının büyü olmsı, empedns uygunsuzluğunun büyü olduğunu gösterir. Empedns uygunsuzluğunu ifde eden ve db olr ( ) = 2.Lg[ ( Z - Z ) ( Z Z )] [ db] A r = 2.Lg r + (3) ile tnımlnn, A r prmetresine, uygunsuzlu (reflesiyon) zyıflmsı dı verilir. İyi bir empedns uygunluğu için A r nin mümün mertebe büyü olmsı gereir. Empedns uygunsuzluğunun ht zyıflmsı üzerinde etisi şğıdi formülde verilmiştir (Welhusen, 989). olm üzere [ db] -α / α = α + 2.Lg q + 2.Lg q + 2.3r.r. (3) i g 2 Burd, α i - İşletme şrtlrınd ht zyıflmsı α g - Empedns uygunsuzluğu olmyn httın zyıflmsı [( Z + Z ) ( 2. Z.Z )] q = [( Z + Z ) ( 2. Z )] = d d 2 r r.z 2 q (32)

7 [( Z - Z ) ( Z + Z )] = [( Z - Z ) ( Z + Z )] r = d d r2 r r (33) r, r2 - ht bşınd ve ht sonund ynsım tsyılrıdır. Görüldüğü gibi işletme şrtlrınd bir trnsmisyon httı boyunc empedns dlglnmlrı oluyors ve/vey ht tm rteristi empednsı ile ptılmıyors, işletme şrtlrındi gerçe ht zyıflmsı (α i ) ynsımsız httın zyıflmsı (α g ) den dh büyütür. 4. YÜKSEK FREKANSLARDA ETKEN FAKTÖRLERİN ve ÇIKACAK PROBLEMLERİN BELİRLENMESİ. Ses frens dğıtım blolrınd, boneler rsınd telefon görüşmesini sğlyn 3 Hz ile 34 Hz rsı frens bndı yerine MHz vey 2 MHz frenslr dr ullnım gündeme geldiğinde, trnsmisyonu bozn etenlerin syısı rttığı gibi, şiddeti de rtr, dolyısıyl düzeltici önlem lınmsı d zorlşır. Eten ftörler ve çın problemler şğıd sırlnmıştır. 4.. Ht Zyıflmsı Ses frens dğıtım blolrının ht zyıflmsının frensl değişimi Şeil 2 ve Tblo de verilmiştir. PTT nin ses frens dğıtım blolrı teni şrtnmesinde verilen ortlm ve msimum çevrim direnci ve efetif psite değerlerini dite lr hesplnn, Hz dei ht zyıflmsı değerleri ve PTT de işletme riterleri olr bul edilen ht zyıflmsı değerleri şğıdi tblod görülmetedir (PTT, 992, PTT, 992b). Tblo 4. PTT nin dğıtım blolrı şrtnmesi ve PTT telefon şebeesi işletme riterlerine göre msimum ht zyıflmsı Kblo PTT şrtnmesi PTT işletme riterleri Fr Tipi αm. (db/m) α2m. (db/m) (%) Tblod Fr = [( α ) α ]. α (%) olr hesplnmıştır. 2 2 Tblo 4 ten görüldüğü gibi işletme riterlerinde verilen değerler, şrtnmede verilen değerlerden ~ % 5 ile % 43 rsı dh yüsetir. Bu rtışın bşlıc nedeni blo elerinde (muflrd) ve dğıtım pnolrındi ynsımlrdır. Ht boyunc muf ve dğıtım pno syısının fzl olmsı vey elenen blolrın ynı tipten olmmsı, ynsımyı rttırn ftörlerdir. Bu çlışmd tespit edilen dört frlı frensti ortlm ht zyıflmsı değerlerini Tblo den lıp, döşenen msimum uzunlulr göre hesplndığınd, Tblo 5 te gösterilen zyıflm değerleri bulunmuştur. Tblo 5. Döşenen msimum uzunlulrın frlı frenslrdi ht zyıflmsı Kblo Tipi Hz Hz 52 Hz 24 Hz m. uzunlu (db) (db) (db) (db).4/.7 (375 m) /.84 (375 m) /.86 (525 m) /.4 (525 m) /. (675 m) /.4 (675 m) /.64 (2 m) /2. (2 m)

8 Görüldüğü gibi döşenmiş msimum uzunlulrd, 52 Hz ve 24 Hz dei ht zyıflmsı değerleri 5-6 db in üzerindedir. Syısl hberleşme sistemlerinde ii terrlycı vey sntrl bone rsı en büyü zyıflm sınırı 4 db olr bul edildiğinden, blolrın bir ısmının ullnılmycğı hemen görülmetedir Krteristi Empedns Krteristi empedns, birincil prmetrelerden belirlenen ve her frenst blo boyunc sbit ln bir prmetredir. Anc birincil prmetrelerdei dlglnmlrın çınılmz olmsı, imlt, nliye ve döşeme problemlerinden dolyı blo uzunlulrının 25 ile 2 m rsınd sınırlnmış olmsı, dolyısıyl ço syıd muf ullnılm zorunluluğu, ht boyunc empednsın dlglnmsın ve yer yer nominl değerinden ço spmsın neden olmtdır. Tel çplrı eşit oln dolgulu ve dolgusuz blolrın rteristi empednslrı rsındi fr Hz de ~ ien, 52 Hz ve 24 Hz de % 7- rsınddır. Mufun etisini hiç dite lmdn, idel şrtlrd, dolgulu ve dolgusuz blo elendiğinde, te bir eten ynlnn ynsımnın zyıflmsı ~26 3 db olctır. Ht boyunc 4-5 e yeri olduğunu düşünürse, ynsım zyıflmsı ~8-22 db e düşmetedir. Gerçe bir muf einde, empedns değişiliği ~% 5-2 rsınddır. Böyle bir muftn gelen ynsımnın zyıflmsı ~8-22 db dir. Yine ht boyunc 4-5 muf olduğunu düşünürse ynsımnın zyıflmsı ~3-5 db e dr düşmetedir. Tblo 6. Dğıtım blolrının dört frlı frensti rteristi empednsı Kblo Krteristi Empedns Z (ohm) Tipi Hz Hz 52 Hz 24 Hz.4/ / / / / / / / Telefon şebeesine döşenen blolrın efetif psitesi PTT şrtnmesinde üstten sınırlnıp.4 mm ve.5 mm tellilerde C e ort. < 5 nf/m;.6 mm ve.9 mm tellilerde ise C e ort. < 45 nf/m şelinde belirlenmiş olup bir lt sınır yotur. Efetif psitenin üçü olmsı, dmr çpının dh büyü olmsı, dolyısıyl blo mliyetinin rtmsı demetir. Döşenen.4 ve.5 mm tel çplı blolrın çoğund efetif psitenin nf/m olmsı ile birlite, 4 nf/m ve 5 nf/m ye yın değerler de z değildir. Efetif psitesi 4, 44 ve 5 nf/m oln üç tip blonun rteristi empednsı Tblo 7 de verilmiştir. Tblo 7. Efetif psitesi frlı oln blolrd rteristi empednsın frensl değişimi Frens.4/.7.4/.84 (Hz) Ce (nf/m) Ce (nf/m) Tblo 7 den görüldüğü gibi ynı tipten (.4/.7 vey.4/.84) nc efetif psiteleri frlı o- ln ii blo elendiğinde (C e = 4 nf/m ve C e = 5 nf/m), hem lç hem yüse frenslrdi r- 8

9 teristi empedns ~% 2 rsınd fretmetedir. Tel çplrı eşit, dolgulu (.4 /.84 mm -4 nf/m) ve dolgusuz (.4 /.7 mm - 5 nf / m) blolr elendiğinde, 52 Hz ve 24 Hz de empedns frı ~ %2 lere çır. 5. YAPILAN DENEYLER, İNCELEMELER ve SONUÇLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ 5. Ölçmelerin Ypılmsı ile İlgili Bilgiler ve Kullnıln Donnımın Tnıtılmsı Şehir içi telefon şebeesine döşenen ses frens dğıtım blolrı ile ilgili teori hesplmlrın, prti ölçmeler ve deney sonuçlrıyl ne derecede bğdştığının incelenmesi mcıyl şğıd sırlnmış prmetrelerin ölçümleri ypılmıştır. - DC çevrim direnci - HP 3478 A, Resistomt Type Yüse frens çevrim direnci - ( Hz-2 MHz) - HP 492 A, - Çiftin efetif psitesi - (8 Hz) - HP 492 A, - Dieletri yıp ft. - (Hz -2MHz) - HP 492 A, HP494 A - Ht zyıflmsı - ( Hz - 5MHz) - HP 492 A, K Krteristi empedns - ( Hz - 2 MHz) - HP 492 A, K Kpsitif upljlrın ölçülmesi - R 22 Kblolrdi çiftlerin ht zyıflmsı değerleri Şeil 6 d verilen şemy göre ölçülmüştür. Ri U U2 R b Şeil 6. Ht zyıflmsı ve Fz Sbiti Ölçme Şemsı Bu ölçmelerde cihz empednsı blo giriş empednsındn frlı olduğundn, ölçme esnsınd blonun her ii ucundi ynsımlrdn dolyı ölçülen değer gerçe blo zyıflmsındn büyütür. α g = α ö - α y Burd α g = Gerçe ht zyıflmsı α ö = Ölçülen değer α y = 2. 2 lg. [( Z) ( 2 R.Z )] R + Ynsımlrdn ynlnn ilve zyıflm R = Cihz çıış/giriş empednsı Z = Kblo empednsıdır. Kblo giriş empednsının ölçümü ii frlı yöntemle ypılmıştır. ) Kıs devre - çı devre yöntemiyle - otomti olr b) Ynsımnın minimum olduğu empednsl ptr mnuel Otomti ölçmelerde ullnıln cihzın çıış empednsı 2 ohm sbit bir değer olduğundn lç frenslrd her ii yöntemle ölçülen değerlerin rsınd olduğundn, lç frenslrd ii yöntemle ölçülen değerlerin rsınd % 5-6 rsı fr olup, mnuel ölçme sonuçlrının gerçe değerlere dh yın olduğu görülmüştür. Frens yüseldiçe rdi fr üçülmete ve yüse frenslrd (.4 mm için 3 Hz,.9 mm için 5 Hz) % (-2 ohm) değerine düşmetedir. Mnuel ölçmeler Şeil 7 de verilen şemy göre ypılmıştır. 9

10 Ölçme sonuçlrının histogrmlrı düzenlenmiş ve histogrmlrın görünüşünden dğılımın norml dğılım olcğı vrsyımı ypılmıştır. Vrsyım dynr, n örne için, ortlm değer ( ), stndrt spm (s) ve güvenirlili sınırlrı: n i i= ( ) n 2 [ ] i ) = n ; s= ( n ) ( (34) i= ve % 98 güvenilirlili sınırlrı ± (.s n ) 2.33 bğlntılrındn hesplnmıştır. Değerlendirmeye lınn sonuçlrd, ht zyıflmsı, çevrim direnci, ve efetif psite ölçmeleri için n, s =.3 -.8; yın uç ve uz uç diyfoni zyıflmsı için n 5, s = 3-6.; rteristi empedns için; psitif upljlr için n, s = 5-2 ve re şelinde drbelerin etisini inceleyen ölçmelerde, n 2, s = olr bulunmuştur. giriş E b TF Seviye Ölçme Cihzı K 2355 Alıcı Verici b çıış A B 288 b b b B 286 N B 286 Difernsiyel Trfo b R 2 X B 28 b b K b l o Şeil 7. Krteristi Empedns Ölçme Şemsı 5.2. Teori Hesplmlrın Prti Ölçme Sonuçlrın Uygunluğunun İncelenmesi Birincil ve iincil prmetrelerin frensl değişimini inceleren, - Mhz frens bölgesini en zındn üç frlı frens bndın bölmemiz gereir. Anc, frlı tipte blolr için öngörülen bu üç frens bndının sınırlrı d değişmetedir. Dolyısıyl, hesplnn değerlerin tm olr vey ço üçü bir fr ile gerçe değerlere eşit olmsını sğlm için frlı tip blolr d geçerli frens bndlrının belirlenmesi gereir. Şehir içi telefon şebeesinde, en fzl ullnıln blolr,.4 mm,.5 mm,.6 mm ve.9 mm çpınd bır telli, dolgulu vey dolgusuz ses frens blolrıdır. Bunlrdn tel çplrı.4 mm ve.5 mm oln blolr, şehir içi, sntrl - bone rsı 4-5 m yi şmyn durumlrd, tel çplrı.6 mm ve.9 mm oln blolr d, uz mesfe (7-2 m) dğıtım şebeesinde ullnılır. İncelenen blolrın tmmı, PTT nin şehir içi ses frens dğıtım blolrı ve uz mesfe ses frens dğıtım blolrı Teni şrtnmelerine uygundur İincil Prmetrelerin İncelenmesi İncelenen iincil prmetrelerin tmmı (ht zyıflmsı α, fz sbiti β, rteristi empedns Z ve grup gecimesi t g ) frensl büyü bir değişim göstermetedir. Bunlrdn Z ve t g yüse frenslrd ğırlılı olr L ve C e den belirlendileri için frensl ço z değişirler. Ht zyıflmsı ve fz sbiti ise frensl süreli yüselen prmetrelerdir.

11 Şeil 2 de gösterilen α, α 2, α 3 ün frensl değişimi (8), (4), (2), formüllerine göre olmtdır. Alç frenslrd α α 2 ve yüse frenslrd α 2 α 3 olduğu görülmetedir. Ypıln incelemelerde de α 2 nin gerçe değerlere en yın olduğu görülmüştür. Anc, lç frenslrd α 2 değerlerinin gerçe ht zeyıflmsı α g değerlerinden sdece %.5-% rsı frlı olmsı ile birlite frens yüseldiçe bu fr rtmt ve 52 Hz de ~% 8, 24 Hz de ~% seviyelerine çımtdır. Bu frı zltm için α 2 değerlerine frensl değişen düzeltme ftörü ilve edilmiştir. Düzeltme ftörü blo tiplerine göre değişi olup şğıd verilmiştir. Dolgusuz Kblolr.4/.7; α g = α (f).8 [ db ].5/.86; α g = α (f).7 [ db ].6/.; α g = α (f).6 [ db ].9/.64; α g = α (f).55 [ db ] (35) Dolgulu Kblolr.4/.84; α g = α (f).9 [ db ].5/.4; α g = α (f).65 [ db ].6/.4; α g = α (f).7 [ db ].9/2.; α g = α (f).8 [ db ] (36) Düzeltme ftöründe frens MHz olr lınmıştır. Frlı tip blolrd α g değerlerini ve rlrındi frı veren tblolr şğıd verilmiştir. Tblo 8..4/.7 ve.4/.84 tipi blolrd α 2 ve α g değerleri ve rlrındi frlr (db/m ve % olr).4/.7.4/.84 Frens α2 αg Fr % α2 αg Fr % f (Hz) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m) Tblo 9..5/.86 ve.5/.4 tipi blolrd α 2 ve α g değerleri ve rlrındi frlr (db/m ve % olr).5/.86.5/.4 Frens α2 αg Fr % α2 αg Fr % f (Hz) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m)

12 Tblo..6/. ve.6/.4 tipi blolrd α 2 ve α g değerleri ve rlrındi frlr (db/m ve % olr).6/..6/.4 Frens α2 αg Fr % α2 αg Fr % f (Hz) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m) Tblo..9/.64 ve.9/2. tipi blolrd α 2 ve α g değerleri ve rlrındi frlr (db/m ve % olr).9/.64.9/2. Frens α2 αg Fr % α2 αg Fr % f (Hz) (db/m) (db/m) (db/m) (db/m) Krteristi Empedns Tblo 7 de gösterilen Z, Z 2, Z 3 ün frensl değişimi (5), (2), (7) formüllerine göredir. Ypıln incelemelerde, ölçülen rteristi empednsın lç frenslrd Z e, ort frenslrd Z 2 ye yüse frenslrd d Z 2 ve Z 3 e yın olduğu görülmüştür. Alç frenslrd hesplnn Z değerleri ile gerçe değerler rsınd frı zltm için Z değerlerine frensl değişen düzeltme ftörü elenmiştir. Frlı tip blolr için Z, Z 2 ve Z 3 ün geçerli olduğu frens bndlrı ve düzeltme ftörü şğıd verilmiştir. Tblo 2. Krteristi empedns hesplm formüllerinin geçerli olduğu frens bndlrı Kblo Frens Arlığı Empedns Ht Ornı Tipi (Hz) (ohm) (%).4/.7 < f < 3 Zg = Z (f).3 ~ 2 3 < f < 25 Zg ~ Z2 ~ 3.4/.84 f > 25 Zg ~ Z3 ~ 2.5/.86 < f < 3 Zg = Z (f).3 ~ 2 2 < f < 2 Zg ~ Z2 ~ 3.5/.4 f > 2 Zg ~ Z3 ~ 2.6/. < f < Zg = Z (f).4 ~ 2 < f < Zg ~ Z2 ~ 3.6/.4 f > Zg ~ Z3 ~ 2.9/.64 < f < 5 Zg = Z (f).6 ~ 2 5 < f < Zg = Z (f).3 ~ 3 < f < 6 Zg ~ Z2 ~ 2.9/2. f > 6 Zg ~ Z3 ~ 3 2

13 Tblo 2 de Z değerleri formül (5) e göre, Z 2 değerleri formül (2) ye göre ve Z 3 değerleri formül (7) ye göre olup frens Hz olr lınmıştır. Frlı tip blolrd düzeltme ftörü ile hesplnn Z h ve Z g değerlerini veren tblolr şğıd görülmetedir. Tblo 3. Tel çpı.4 ve.5 mm oln dolgulu ve dolgusuz blolrd hesplnn Z h ve Z g nin frensl değişimi.4/.7.4/.84.5/.86.5/.4 Frens (C = 44 nf/m) (C = 44 nf/m) (C = 44 nf/m) (C = 44 nf/m) f (Hz) Zh Zg Zh Zg Zh Zg Zh Zg (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) Fz sbiti ß ve grup gecimesi t g için bölüm 2 de verilen formüller, % 2 den z bir ht ile gerçe değerleri vermetedir. Tblo 4. Tel çpı.6 ve.9 mm oln dolgulu ve dolgusuz blolrd hesplnn Z h ve Z g nin frensl değişimi.6/..6/.4.9/.64.9/2. Frens (C = 44 nf/m) (C = 44 nf/m) (C = 44 nf/m) (C = 44 nf/m) f (Hz) Zh Zg Zh Zg Zh Zg Zh Zg (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) SONUÇ Her blo tipi için ht zyıflmsı ve rteristi empednsı hesplm formüllerinin geçerli olduğu frens bndlrı belirlenmiş ve frensl değişen bir düzeltme ftörü ilve edilmiştir. Düzeltme ftörü dite lınmyn durumlrd, hesplnn α 2 ile gerçe α g değerleri rsındi fr, lç frenslrd (- Hz) %.5- ien, 52 Hz ve 24 Hz de %8- dr yüselmetedir. 3

14 7. KAYNAKLAR. Atly, H. (977) Trnsmisyon Teniği, K.T.Ü. 2. Gillber, A. ve Bufft, D. (992) Bestimmung der Eletrishen Eigenschften des Ortsnetzes ls Grundlge für seine Digitlisierung, Technische-Mitteilungen PTT, Kohlrusch, F. (968) Prtische Physi, Bnd 2, B.G Teubner Verlg, Stuttgrt. 4. Küpfmüller, K. (988) Einführung in die theoretische Eletrotechni, Springer - Verlg, Berlin. 5. Lenehn, T.A. (977) Eperimentl Test of Propgtion Prmeter Clcultions for Shielded Blnced Pir Cbles, The Bell System Technicl Journl, 56 (4), PTT (992) Şehiriçi Ses Frens Dğıtım Kblolrı Teni Şrtnmesi İş no:33 A/. 7. PTT (992) Uz Mesfe Ses Frens Dğıtım Kblolrı Teni Şrtnmesi, İş no:33 B/. 8. Schmidt, H. (982) Theorie und Techni der Nchrichtenbel, Dr. Alfred Hüthing, Verlg, Heidelberg. 9. Uzgören, F. (982) İi İletenli Trnsmisyon Htlrı, İ.T.Ü.. Welhusen, H. (989) Eigenschften Symmetrischer Kbel der Ortsnetze und Generelle Übertrgungsmöglicheiten, Der Fermelde Ingenieur, Z. Heft /. 4