Coppie simmetriche

Linee aeree

 

0.300000

 Sono costituite da una coppia di conduttori nudi, di bronzo od acciaio rivestito in rame, con diametro $\phi$ da 2 a 4 mm, sostenuti da una palificazione che li mantiene a distanza di 15 - 30 cm. L'uso delle linee aeree è andato estinguendosi con il tempo, ma rimane largamente diffuso nei paesi più poveri.

I valori riportati in tabella sono riferiti a conduttori con $\phi$ = 3 mm, a frequenza di 1 KHz; la r già a 100 KHz cresce al valore di 20 $\Omega$/Km, mentre la conduttanza g a 100 KHz e con tempo molto umido, può crescere fino a decine di volte il suo valore nominale ad 1 KHz. I valori riportati mostrano come le condizioni di Heaviside non siano rispettate, in quanto rc $\gg$ lg, anche se lo scarto è inferiore al caso delle coppie ritorte.

L'impedenza caratteristica riportata in tabella, di circa 600 $\Omega$, è ottenuta applicando il modello a basse perdite, con le costanti primarie indicate.

Coppie ritorte

 

0.400000

 Sono costituite da una coppia di conduttori in rame, con $\phi$ da 0.4 ad 1.3 mm, rivestiti di materiale isolante, ed avvolti tra loro secondo eliche con passo grande rispetto al diametro. Un numero variabile di tali coppie (tra qualche decina e qualche centinaio) sono poi raggruppate assieme, e rivestite con guaine protettive isolanti o metalliche; il risultato dell'operazione è interrato o sospeso mediante una fune in acciaio. L'uso delle coppie ritorte, nato allo scopo di realizzare il collegamento tra utente e centrale telefonica, si è recentemente esteso al cablaggio di reti locali (LAN) con topologia a stella; in tale contesto, i cavi sono indicati come UTP (unshielded twisted pair).

I valori riportati in tabella sono riferiti a conduttori con $\phi$ = .7 mm, a frequenza di 1 KHz; la r a 100 KHz è circa doppia. La g dipende sostanzialmente dall'isolante utilizzato, mentre l'aumento di c è evidentemente legato alla vicinanza dei conduttori.

Anche in questo caso, risulta rc $\gg$ lg, e dunque le condizioni di Heaviside non sono verificate. Nel passato, si è fatto largo uso dell'espediente di innalzare artificialmente l, collocando ad intervalli regolari una induttanza ``concentrata'' (le cosiddette bobine Punin), realizzando così nella banda del canale telefonico un comportamento approssimativamente perfetto. Al crescere della frequenza, però, le bobine Pupin producono un effetto passabasso, aumentando di molto il valore di attenuazione; attualmente, le stesse coppie ritorte sono utilizzate per la trasmissione di segnali numerici PCM, e dunque le bobine Pupin sono state rimosse, ed al loro posto inseriti ripetitori rigenerativi.

L'impedenza caratteristica riportata in tabella, di circa 600 $\Omega$, è valida a frequenze audio, con cavi $\phi$ = .7 mm. Prevalendo l'aspetto capacitivo, al crescere della frequenza Z₀ si riduce a 100-200 $\Omega$, con fase di -10 gradi.

L'attenuazione chilometrica riportata, è sempre relativa al caso $\phi$ = .7 mm; per diametri di 1.3 mm si ottengono valori circa dimezzati, mentre con $\phi$ = .4 mm il valore di A₀ risulta maggiore.

Una ultima osservazione deve essere fatta, per spiegare che l'avvolgimento della coppia su se stessa ha lo scopo di ridurre i disturbi di diafonia. Infatti, se il passo dell'elica è diverso tra le coppie affasciate in unico cavo, le tensioni e correnti indotte da una coppia su di un'altra non interessano sempre lo stesso conduttore, ma entrambi in modo alternato. L'avvolgimento della coppia disturbante, inoltre, produce una alternanza dei conduttori in vicinanza della coppia disturbata, aggiungendo una ulteriore alternanza del verso del fenomeno di disturbo. Con questi accorgimenti, si trovano attenuazioni di diafonia a frequenze vocali, dell'ordine di 80-90 dB su 6 Km. All'aumentare della frequenza, e della lunghezza del percorso comune, l'attenuazione di diafonia diminuisce (e quindi l'interferenza aumenta), fino a mostrare valori di 60-70 dB a 750 KHz su 1.6 Km.