定压式公共广播传输线路的衰耗问题
王齐祥 钟恭良
【内容提要】 本文结合《公共广播系统工程技术规范(草案)》的有关规定,探讨了定压式公共广播系统传输线路的有关问题,并根据工程实际建立起一个线路计算模型,进而对线路截面、传输电压和传输损耗等问题进行了讨论。
【关键词】 定压式公共广播 传输线路 传输电压 线路衰耗
一、前言
定压式公共广播系统是目前公共广播工程的主流。尽管有些规模很大的公共广播系统使用了网络传输,但在网络的终端、在系统分控中心所属的广播服务区内,大多数仍然是使用定压式功率线路传输。
随着经济的发展,大规模的共广播系统越来越多,其覆盖尺度动辄以千米计。例如:天安门广场:南北长
定压式公共广播传输线路的工程问题有两个方面。一个是线路的路由及其拓扑结构;另一个是线路的实体,包括传输电压、线路截面和线路损耗等问题。本文仅针对后者。
二、定压式公共广播的传输线路模型
虽然现在很多定压式公共广播的传输线路可能很长,但却不能认为是“长线”。因为传输的是声频信号,其理论频带为20Hz~20kHz(工程中实际传输频率在12.5kHz以下)。以其最高分量——20kHz计,传输信号的最短波长为:
式中λ为波长(m),C为光速(m/s),f为频率(Hz)。
可见波长仍然比实际线路长得多。所以这种线路仍可用集总参数来描述,分布电抗也可忽略不计,其模型见图一。
对于工程来说,大家关心的是如何选择传输线,特别是如何确定传输线路的截面。毫无疑问,线路截面与传输电压、负载、允许衰耗等因数有关。
下面,我们就以线路截面为应变量来建立计算模型。
1, 定压式广播扬声器的等效电阻
定压式广播扬声器通常有额定工作电压U(该电压必须与线路传输电压相容,因此也即是传输电压)、额定功率P两个参数。其等效电阻为:
式中U为扬声器额定工作电压(V),P为扬声器额定功率(W)。
2, 传输线路的增益和衰耗
根据增益的定义:
式(4)表明,如果传输距离、负载功率已定,则为了减小线路截面以节约投资,最有效的办法是提高线路传输电压U。线路传输电压每提高1倍,线路截面即可减小4倍。经验证明,传输距离超过
经验指出,当扬声器不是集中在线路终端,而是沿线均匀分布时,可大体认为负载集中挂在传输线路的中点,这时式(4)中的L可折半估算,其推导过程不再赘述。
当传输电压为100V、传输线为铜线、广播扬声器沿线路均匀分布、且允许传输损耗为3dB时,式(4)可简化为
式(5)十分便于工程应用。请注意:式中传输里程L的单位是km,功率P的单位是kW。
三、线路衰耗的争议
在编制国家标准《公共广播系统工程技术规范》的过程中,有关传输线路允许的传输损耗有不同的看法。主要是3dB与1dB之争。前者认为,线路允许的传输损耗太小,例如小至1dB,将会过分增加工程投资和增加施工困难。后者认为,线路允许的传输损耗太大,例如大至3dB,将会降低工程运行质量,增加运行负担。
笔者倾向于前者。
以传输电压为100V,负载扬声器的总功率为0.5kW,传输里程为
表2 100V/0.5kW/