农村有线广播的线路测量

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本文介绍的测试方法,用不到特殊仪器,对于一般的广播站说,是比较容易做到的——编者

农村有线广播一般都只在县城设置广播站,利用地方电话的中继线作有线广播的馈线,地方电话的用户线兼作有线广播的用户线,新架的线路则只有一部分用户线和引入线。由于原有地方电话线路的质量较差,有些地区在建站时又没有很好的加以检修和测量,因此过去有不少广播站在建成后又发现许多问题,这样不但直接影响了播音质量,而且还给维护工作增加很多困难。

为使广播站能够有效的进行工作起见,除了对线路所带的喇叭数目和各用户变压器的电压比正确的进行计算外,还必需在建站时以及日后的维护工作中按期地测量和检修线路。测量和检修线路的目的,主要是要达到这样几点要求:1.保证远近各处的用户喇叭都能比校均匀地得到足够的音量。2.提高线路的传输效率。3.使放大器在正常的负荷下进行工作。

要满足上述各项要求,就应该进行下述的几种测量,这些测量都可以利用简单的仪器来完成。

1.线路的直流电阻和绝缘电阻 有些地方电话线的接头很多,而且没有焊接,时间长了在接头处生出铁锈;沿海碱地的线路则常易腐蚀。这些情况都使得线路的直流电阻增大。有些线路,因没有绝缘子或绝缘子破裂,或者因为线路碰触到附近的房屋和树枝上而使绝缘电阻减小。直流电阻增大和绝缘电阻减小时,不但要使电力受到损失,而且还因为在线路上产生了很大的电压降而使线路的传输距离和装接的喇叭数都受到了限制,这一点在目前农村馈线很长的情况下,对发展有线广播有着很大的影响。另外,绝缘电阻低时,还容易对附近没有开放广播的电话线路产生串音。因此,测量直流电阻和绝缘电阻就成为判断线路好坏的一个主要关键。

测量直流电阻时,需要把线路的末端短路(单线时将末端接地),同时把线路上所接的变压器或喇叭的开关全都断开后,再用欧姆表或万能表在线路送端进行测量。在单线回路中,有时因为接地极的化学作用使线路上存在一个直流电势,影响到测试的准确性。因此在测量时应该把电表的接头掉换一下,看两次的读数是否有差别。如果两次的结果相差不多时,可取它们的平均值。如果相差很大,就要用直流电压表测一下线路上的直流电压, 然后用一两节干电池和一个电位器接成图1的情况,调节电位器使它和线路上的直流电压相互抵消后,再测直流电阻。电位器的阻值不能太大(大约10欧左右),否则会影响读数不准。

图1
图1 🔍原图 (335×278)

根据测量结果,可以按下式计算出单根导线每公里的直流电阻:

单线:r=\(\frac{R}{l}\)(欧/公里)

双线:r=\(\frac{R}{2l}\)(欧/公里)

式中R是在l公里长的线路上测出的电阻数值(欧),根据上式算出的电阻。r和表1所列的数值相差最好不超过10%。比表中的数值太大时,表示线路接头不好,太小时表示可能有短路的地方。

图2
图2 🔍原图 (1324×379)

测量线路的绝缘电阻时,需要把线路的末端开路,并且把线路上所接的变压器或喇叭的开关全部断开后,用兆欧表或灵敏度较高的欧姆表测出每根导线对地的绝缘电阻和双线回路两线之间的绝缘电阻。

测得的结果,可以换算成导线每公里对地或双线线间的绝缘电阻:

r′=R′L(欧/公里)

式中R′是在l公里长的线路上测出的导线对地或双线线间的绝缘电阻数值,线路有分支时,l中应包括分支线的长度在内。绝缘电阻应分别在晴天及雨雪天中进行测量,线路每公里对地绝缘电阻在晴天时不应低于4兆欧,雨雪天时不应低于2兆欧。低于此值时表示线路绝缘程度差或线路上有短路接地现象。双线线间的绝缘电阻应等于每根导线对地绝缘电阻之和,如果低于这个数值,就说明两线间可能有短路存在。

2.馈线的特性阻抗和各路馈线的总输入阻抗一般农村有线广播的馈线都很长,往往达到几十公里到百余公里。这样长的线路必须在末端匹配后,才能减小驻波的影响。否则不但会增加线路的损耗,而且能产生严重的频率失真。因此,有必要测出它的特性阻抗,以便在末端配接适当的电阻(通常用一定数量的喇叭来代替匹配电阻以减少电力损失)。另外,当线路上带着喇叭工作时,各路馈线的总输入阻抗就是放大器的实际负载阻抗,它的数值应附合于放大器所要求的负载阻抗,否则可能引起放大器的过负荷,或使输出电压改变及产生非线性失真等。因此,测量各路馈线的总输入阻抗后,就能保证放大器的正常工作。

要测量线路阻抗,首先要有一个1000周或400周的音频信号,这个信号可以由音频振荡器得到。但为了解决大多数广播站因没有振荡器而形成的困难起见,现在正在试制一种固定频率的唱片,利用这种唱片就可以由广播站的扩音机中直接输出1000周或400周的音频信号。

测量阻抗最简单的线路如图2所示,音频信号经过一个可变电阻接到馈线上,用高内阻的交流电压表或万能表测量馈线送端所跨的电压V\(_{2}\)和可变电阻上所跨的电压V1。调整可变电阻,使这两个电压相等,这时线路的阻抗就等于串在线路内的一部分电阻R,即

图3
图3 🔍原图 (414×218)

Z=R

如果没有可变电阻,也可以用一个已知阻值的固定电阻R′(阻值应和被测阻抗Z之值相差不太悬殊)串在馈线上,用交流电压表分别量出V\(_{2}\)和V1的数值,就可求出馈线的阻抗为

Z=\(\frac{R′V}{_{2}}\)V1.

测量馈线的特性阻抗时,要把接在馈线上的变压器全部断开,分别把馈线末端开路及短路,用上法在馈线送端测出它的开路阻抗Z\(_{oc}\)和短路阻抗Zsc,根据公式就可以算出线路的特性阻抗:

Z\(_{c}\)=\(\sqrt{Z}\)ocZ\(_{sc}\).

测各路馈线的总输入阻抗时,应该和平时播音一样,把接到放大器上的全部馈线都并在一起,所有变压器和喇叭也都接在线路上,用上述方法可以直接测出总输入阻抗的数值。这个数值,在使用定电压输出的扩音机或末级是三极管的定阻抗输出的扩音机时,应不小于扩音机的额定负荷阻抗;在使用末级是五极管的定阻抗输出的扩音机时,应等于扩音机的额定负荷阻抗。如果大于这种定阻抗扩音机的额定负荷时,就需要在线路上并联一个假负荷电阻使它达到相等。

3.线路上的电压衰减 线路上的电压衰减是影响用户喇叭音量和线路传输效率的一个重要因素。线路电压衰减分做两部分测量,一部分是馈线的电压衰减;一部分是馈线及用户线的总电压衰减。

馈线的电压衰减应该在没有负荷及有负荷的两种情况下分别加以测量。测时在馈线送端输入1000周或400周的额定工作电压u\(_{H}\),把馈线上的负荷(除在末端用来匹配的喇叭外)全部去掉,用交流电压表在馈线末端测出它的电压为uK。然后把沿线的负荷全都加上,再测馈线末端电压为u′\(_{K}\)。那么,馈线无负荷时的电压衰减为20loguH\(_{u}\)K分贝,有负荷时的电压衰减为20loguH;u′\(_{K}\)分贝。

馈线无负荷时的电压衰减应等于线路的衰减常数β(分贝/公里)乘以馈线的长度l(公里),即:

20log\(\frac{u}{_{H}}\)uK=βl(分贝).

各种线路在1000周时的衰减常数β值列于表2,所测的值若和βl相差很多时,表示线路可能没有很好的得到匹配。

图4
图4 🔍原图 (761×375)

根据规定,馈线有负荷时的电压衰减比无负荷时不能大过3分贝,也就是说u\(_{K}\)和u′K的比值不能大于1.41,即:

20log\(\frac{u}{_{H}}\)uK-20logu\(_{H}\);u′K≤3分贝,或\(\frac{u}{_{H}}\)u′K≤1.41,

大于3分贝(或 1.41倍)时,表示馈线太长和所带的喇叭太多或有些用户线的质量不好。

馈线和用户线的总衰减可以用测量用户喇叭上实际所得的电压来代替。根据规定,线路的总衰减不得大于4分贝(即1.58倍)。因此,在馈线送端输入额定工作电压的信号时,喇叭上的电压应不低于19伏(喇叭的额定电压为30伏)。否则表示用户线太长和所接喇叭太多,或者线路质量不合标准。

4.广播站的接地电阻 现有的地方电话线大多是单线,利用大地作为一个回路。因此,地线的接地电阻对线路传输就有很大影响。特别是广播站的地线,因为通过它的电流很大,在它上面产生的电压降和电力损失也将很大,所以需要定期的加以测试。

图5
图5 🔍原图 (558×490)

测量接地电阻的方法如图3,除了欲测的接地极外,还要做两个辅助接地,辅助接地的电阻比被测接地电阻所大的倍数不能太多,否则会产生误差。用前面(只用扩音机的前置放大级)测阻抗的方法分别测出三个接地极各自相互间的电阻R\(_{12}\),R23,R\(_{13}\)(注意:不能用普通的直流欧姆表测,因为用直流测时确准度很差)。再用下面的公式计算出被测接地的接地电阻

R\(_{3}\)=\(\frac{1}{2}\)(R13+R\(_{23}\)-R12).

另外,也可以用伯达连法地阻测试器测试,这个测试器制法简单,请参考本社出版的“电信技术通讯”月刊1955年6期24页。

对于250瓦至1000瓦的扩音机,接地电阻应不大于5欧。

除了上述的四项测量外,也可以用音频信号振荡器,测一下线路的频率特性,但这并不是必需的。(林宁)