Fenómenos y Componentes Clave en Líneas de Transmisión Telefónicas
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Conceptos Fundamentales en Líneas de Transmisión y Telecomunicaciones
Distorsión de Atenuación
La distorsión de atenuación que presentan las líneas de transmisión en baja frecuencia, utilizadas en telefonía (como las líneas de pares simétricos), aumenta con su longitud. De tal forma que, a partir de ciertas distancias críticas, se deben introducir igualadores y bobinas de carga para compensar esta atenuación.
Desadaptación de Impedancias
La desadaptación de impedancias genera una serie de efectos en la transmisión, como pueden ser: pérdidas de potencia en los puntos de desadaptación, reflexiones de señal, ecos e inestabilidades en amplificadores. Estos efectos pueden minimizarse con el uso de transformadores adaptadores de impedancia, denominados bobinas de repetición o transformadores de línea.
Diafonía (Crosstalk)
La diafonía es uno de los problemas más importantes de los circuitos de baja frecuencia, ya que es ininteligible y afecta directamente al secreto de las comunicaciones. La diafonía consiste en el acoplo de las señales transmitidas por un circuito en otro circuito próximo a este.
Tipos de Diafonía
La diafonía puede dividirse en:
- Paradiafonía: Es la que se produce en el extremo donde se encuentra el generador. Se mide como Atenuación de Paradiafonía (APD).
- Telediafonía: Es la que se produce en el extremo distante al lugar donde se sitúa el generador. Se mide como Atenuación de Telediafonía (ATD).
Líneas de Transmisión por Pares Simétricos de Cables
Están formadas por dos hilos que presentan un comportamiento eléctrico idéntico. Esto se consigue, por un lado, haciendo que los hilos presenten las mismas características constructivas y, además, girándolos simultáneamente de forma que queden expuestos de igual forma a las inducciones electromagnéticas.
Impedancia Característica y Constantes de Propagación
La impedancia característica es la relación entre el voltaje aplicado y la corriente alterna circulante en un punto cualquiera de una línea de transmisión considerada infinitamente larga. Tal como su nombre indica, la impedancia es el conjunto de parámetros que se opone al paso de una señal alterna.
La constante de atenuación
medida en neper/km y se formula como:
La constante de fase medida en radianes/km y se formula como:
Pupinización
Estos problemas deben ser minimizados en la medida de lo posible, ya que de lo contrario no serían posibles las comunicaciones dentro de las frecuencias vocales. Para conseguirlo, debemos aproximar las características del circuito a la condición de Heaviside.
Uno de los métodos para conseguirlo es la pupinización, que consiste en acoplar bobinas de carga en la línea de transmisión a intervalos regulares. De esta forma, modificamos el comportamiento de la línea y la convertimos en un filtro paso banda con frecuencias de corte inferior a 300 Hz y superior a 3400 Hz.
El sistema en España es el denominado H66. 'H' significa que la distancia entre bobinas (S) es de 1830 metros y una autoinducción de 66 milihenrios.
Bobinas Híbridas y Transformadores de Línea
Una bobina híbrida es un transformador situado entre la parte del equipo y la línea de transmisión.
Funciones Principales
- Adaptar las impedancias del teléfono a la línea.
- Modificar la tensión que sale del auricular.
- Aislar la corriente continua.
Conversión de Dos a Cuatro Hilos
Las bobinas híbridas no emplean circuitos separados para emisión y para recepción, ya que esto supondría la utilización de 4 hilos. Una bobina híbrida es un dispositivo capaz de separar los dos sentidos de la comunicación.
Bobina Híbrida o Transformador Diferencial
Los motivos por los que es necesario separar los dos canales de comunicación son que las señales sufren una gran atenuación, por lo que deben ser amplificadas cada cierta distancia. Para ello, se utilizan amplificadores.