Mieszkanie i ogrzewanie: Przewody i okablowanie

 Mieszkanie i ogrzewanie: Przewody i okablowanie
 
Przewodami przesyla sie energie i sygnaly.

 Bizuterie z zastosowaniem drutow wyrabiano juz w starozytnosci. Drut umiano wyciagnac tez w Chinach. Pierwsza brytyjska huta wyciagajaca drut powstala w 1568 roku.
Wspolczesnie kolejno pocieniany drut wielokrotnie przeciaga sie przez oczka diamentowe, z weglika wolframu lub utwardzonej stali narzedziowej. Uzywa sie przy tym smarowania. Redukcja przekroju na jednym oczku dla cienkich drutow wynosi 15–25% a dla grubych 20–45%. Maszyna wyciagajaca ma typowo 3-15 oczek.
W American Wire Gauge (AWG, 1857 rok ) numerowi 00 odpowiada srednica drutu 0.46 cala ( to circa 11.7 mm ale w Europie drut ma do 8 mm srednicy a powyzej tego jest juz pret ) a numerowi 36 odpowiada srednica 0.005 cala. Przekroj z rosnacym numerem AWG maleje wykladniczo. Numer AWG jest circa proporcjonalny do ilosci przeciagniec drutu przez oczka.  Przewod z numerem AWG wiekszym o 6 ma okolo dwa razy mniejsza srednice a przewod z numerem AWG wiekszym o 3 ma okolo dwa razy mniejszy przekroj.  
Na poczatku lat szescdziesiatych izolacje przewodow jedwabna, bawelniana i gumowa zastapily tworzywa sztuczne.
Gdy przewod ma byc odporny na zginanie zyla jest wielodrutowa. Jest ona troche drozsza niz pojedynczy drut.
Technologia produkcji przewodow jest wzglednie prosta i opanowana od lat.
Kable w swiecie produkowane sa w duzym asortymencie – jest ich ponad 200 gatunkow. Najczesciej uzywana jest w ich produkcji miedz a rzadziej aluminium.  
Uzwojenia wszelkich maszyn elektrycznych sa wykonane glownie z miedzi.
Miedz jest jednym z podstawowych metali przemyslowych. Miedz z cyna, molibdenem i metalami przejsciowymi tworzy brazy.  Z cynkiem i innymi dodatkami tworzy mosiadze. Stopy te w wielu odmianach specjalistycznych maja bardzo dobre własnosci mechaniczne i niezla odpornosc na korozje. Produkowana z nich elegancka armatura jest droga i poszukiwana w swiecie. Drogie sa tez precyzyjne urzadzenia mechaniczne z tych stopow. W bogatszych krajach instalacje wodne i CO sa wykonane z miedzi na ktorej nie osadza sie kamien.  Miedz stosowana jest tez w stopach ze srebrem, zlotem i aluminium.
Eksport surowej miedzi z Polski osmiesza i kompromituje Polske !  Powinien byc zabroniony i karalny jako dywersja i szkodnictwo gospodarcze.
Zawsze sa jakies wytlumaczenia. Na przyklad. Nie mozemy produkowac dobrych transformatorow (chociaz mamy miedz ) bo nie mamy niskostratnej, walcowanej na zimno blachy transformatorowej.
Nasze silniki sa marne bo slaby jest projekt  ( po co sa politechniki ? ) i technologia produkcji.
Rzekomo tez za malo jest plastikow do produkcji przewodow. I tak dalej.
Ale rurek i armatury do instalacji wodnych nie produkujemy bo "jak to sprzedac". Tak samo z armatura lazienkowa. Widac ze dywersyjne, monopolistyczne Centrale Handlu Zagranicznego sa do likwidacji !
O dziwo polscy handlarze sprzedaja nasz towar po swiecie z powodzeniem.

 Wszelkie sygnaly niosa informacje. Obecnie opanowany jest w przetwarzaniu sygnalow zakres czestotliwosci od DC do 100 GHz. Do czestotliwosci 3 GHz stosowane sa kable koncentryczne a powyzej tego juz falowody a na malych dystansach linie paskowe na plycie drukowanej PCB odbiornika lub nadajnika mikrofalowego. Rozpowszechnianie sie telewizji satelitarnej spowodowalo gwaltowny wzrost popularnosci "mikrofal" i skokowe podniesienie poziomu technologicznego masowo produkowanych urzadzen !
Przewody przesylajace sygnaly stosowane sa w abolutnie kazdej dziedzinie elektroniki.
Powyzej pewnej czestotliwosci tlumienie przewodu w skali logarytmicznej rosnie z pierwiastkiem czestotliwosci. Koszt lini analogowej ( Telefonia Nosna i CATV ) zalezy od dystansu na jakim umieszczone sa wzmacniaki a lini cyfrowej regeneratory. Totez stosuje sie jak najdluzsze dystanse. Poniewaz sygnal jest przez przewod na sporym dystansie znieksztalcony liniowo, stosuje sie trudne equalisery takze w regeneratorach cyfrowych.  

Podzialy w elektronice sa czesto sztuczne i zupelnie zbedne. W Polsce do przylaczania sensorow stosuje sie ekranowane kable telekomunikacyjne co takze ilustruje ta teze.   
Przewod wspolosiowy zostal wynaleziony conajmniej dwa razy. Drugim razem genialny rosyjski emigrant Sergiej Shelkunoff jako pracownik Bell Laboratories dal w BSTJ nr 10, s 532-579 w 1934 roku jego analize, "The electromagnetic theory of coaxial transmision lines and cylindrical shields" Punktem wyjscia dla analizy anten i kabli sa rownania Maxwella czyli teoria pola elektromagnetycznego. W tej dziedzinie silni tez byli Niemcy III Rzeszy majacej przeciez wtedy najlepszych fizykow swiata.
Impedancja falowa ( w funkcji czestotliwosci ) kazdego przewodu to impedancja widziana na wejsciu nieskonczenie dlugiego przewodu lub przewodu o dowolnej dlugosci zakonczonego swoja impedancja falowa. Przewody koncentryczne uzywane sa do czestotliwosci okolo 3 GHz. Powyzej czestotliwosci 2 MHz modul impedancji falowej kabla wspolosiowego odbiega od modulu przy duzych czestotliwoscich ponizej 1 %. Impedancja falowa krajowego przewodu  wspolosiowego WL75-1.2/7.25 przy czestotliwosciach 1, 10, 100, 1000 MHz wynosi 76.77+j1.6, 75,79+j0.5, 75.47+j0.15, 75.37+j0.04. Przede wszystkim rezystancja jest troche wieksza niz nominalne  75 Ohm.
N.B. Tlumienie krajowych przewodow wspolosiowych jest wieksze niz zachodnich bowiem jako dielektryk maja polietylen a zachodnie maja spieniowy polietylen.
Shelkunof wprowadzil pojecie Impedancji Sprzezeniowej. Przy kablu wspolosiowym zwartym z jednej strony jest to napiecie na drugim jego koncu podzielone przez prad podany przez ekranu. Dla pradu stalego jest to rezystancja ekranu. Natomiast dla pradu zmiennego pole magnetycznego ekranu indukuje w zyle srodkowej napiecie bardzo bliskie skladowej zmiennej napiecia na ekranie. Przy szczelnym ekranie jednostkowa Indukcyjnosc Sprezeniowa wynosi 0.3-0.5 nH/m czyli w porownaniu z indukcyjnoscia ekranu jest bardzo, bardzo mala ale bynajmniej nie jest zerowa. Szczelina w ekranie kabla wspolosiowego powoduje wyciekanie pola elektromagnetycznego z niego i wnikania pola do niego. Shelkunof podal odpowiednie wzory oraz ich wersje uproszczone z oszacowaniami dokladnosci.  
Przy malych czestotliwosciach bardzo szczelny elektrycznie ekran otrzymuje sie stosujac folie z dodatkowym drutem zapewniajacym mala opornosc dla malych czestotliwosci.
Kable przeznaczone do laczenia z sensorami w automatyce z foliowym ekranem i rownoleglym drutem maja przy malych czestotliwosciach jednostkowa pojemosc przenikowa okolo 0.03 pF/m a wiec bardzo mala  
Przy malych czestotliwosciach impedancja falowa przewodu wspolosiowego ale takze symetrycznego i ekranowanego symetrycznego sa pojemnosciowe bowiem uplywnosc izolacji jest bardzo mala na tle rezystancji drutu lub linki srodkowej zyly.
Z wykresu wynika ze modul impedancji symetrycznego przewodu telefonicznego z izolacja papierowo - powietrzna wynosi powyzej 30 KHz okolo 180 Ohm ale przy czestotliwosci 1 KHz dochodzi do 800 Ohm. 

W  czasach przed wzmacniakami i telefonia nosna dla zmniejszenia tlumienia (na wykresie literka P ) w pasmie akustycznym stosowano wlaczone w symetryczny tor telefoniczny  cewki Pupina. Na wykresie "P" pokazano jednostkowe tlumienie dla pupinizowanej lini o dlugosci 51.4 Km z cewkami 80mH wlaczonymi co 1.7 Km. Impedancja falowa "linii"wynosila w pasmie mowy okolo 1200 Ohm. Powyzej czestotliwosci 4 KHz tlumienie i opoznienie takiej linii gwaltownie roslo. Totez przy uzyciu linii dla telefoni nosnej cewki Pupina demontowano.

Standardowe symetryczne nieekranowane przewody antenowe maja w uzytecznym pasmie czestotliwosci  rezystancje falowa 300 OHm. W krajowym przewodzie symetrycznym  PSD300-0.9/7.8 druty 0.9 mm sa w odleglosci 7.8 mm. Nazwa niesie zatem szczegolowe informacje. W przewodzie PSD150-0.4/1.1 o rezystancji falowej 150 OHm druty o srednicy 0.4 mm sa w odlegosci 1.1 mm. Przewod ten przeznaczony jest do symetryzatorow z rdzeniami ferrytowymi w ukladzie Transformatora Linii Dlugiej czyli transformatora Ruthroffa.
W telekomunikacji i stolach mikserskich i przy rozprowadzaniu sygnalu akustycznego "stosowany jest" nieistniejacy realnie symetryczny przewod o impedancji 600 Ohm. W istocie impedancja przy czestotliwosciach powyzej 50 KHz tego realnie uzywanego przewodu spada do okolo 200 OHm ale w pasmie akustycznym jest wieksza i pojemnosciowa i z tego wzgledu stosuje sie historyczne  dopasowanie rezystancyjne "600 Ohm".
W telegrafi i poczatkowo w telefoni stosowano pojedynczy asymetryczny drut jako przewod sygnalowy a drugim przewodem byla Ziemia. Prady bladzace od tramwaju elektrycznego zagluszaly mowe i bardzo szybko wprowadzono tor symetryczny.
Impedancje rozne od impedancji  falowych na koncach kazdej linii daja odbicia sygnalu. W polskich aparatach telefonicznych w ukladzie antylokalnym stosuje sie rownowaznik linii w postaci rezystora 820 Ohm polaczonego rownolegle z kondensatorem 220 nF i dalej z szeregowym rezystorem 220 OHm. Oczywiscie rownowaznik impedancji linii  jest dobry tylko dla linii z konkretnego przewodu konkretnej dlugosci z konkretna impedancja zakonczenia ! Normy narodowe roznych krajow maja rozne wartosci tych elementow. W normie zachodnioniemieckiej kondensator jest mniejszej pojemnosci co sugeruje ze linie abonenckie  sa tam krotsze. Czasem rownowaznik linii i aparatu w centralach telefonicznych PCM moze miec kilka wybieranych konfiguracji dla minimalizacji echa. Przy dalekich polaczenich z duzym czasem przejscia sygnalow, szczegolnie przez lacza satelitarne, odbicia powoduja uciazliwe echo. Bell juz w 1979 roku w pionierskim systemie "echo canceling" zastosowal wyprodukowane dla siebie procesory sygnalowe DSP z filtrem adaptacyjnym. 
W przewodach symetrycznych nieekranowanych i ekranowanych zaklocajacy wplyw pola magnetycznego minimalizuje sie skrecajac przewody. W przypadku dwoch nieekranowanych  lini symetrycznych zerowy przesluch otrzymuje sie przy symetri pojemnosci elementarnych przewodow w obu liniach. Z tego wzgledu skok skrecenia kazdej linii jest inny a ulozenie symetrycznych lini w wieloprzewodzie jest bardzo starannie kontrolowane. Mimo tego grupy linii sa ekranowane.
Pole magnetyczne 50/60 Hz wytwarzaja transformatory sieciowe oraz silniki. Petle z drutu mozna przylaczyc do przewodu wspolosiowego  czulego oscyloskopu. Pole magnetyczne transformatora mocno zmniejsza zwarty zwoj z foli miedzianej obejmujacy caly transformator. Pole wytwarza zarowno prad magnesowania rdzenia  transformatora  jak i prad roboczy polem rozproszenia. Oczywiscie im wieksza jest indukcyjnosc rozproszenia transformatora tym wieksze jest pole rozproszone od pradu roboczego. Kadzie duzych transformatorow energetycznych maja na scianach ekran elektromagnetyczny ( jak zwarty zwoj ) aby nie nagrzewala sie stalowa kadz. Indukowane polem magnetycznym w petli pomiarowej napiecie rosnie z powierzchnia petli. Deformujac petle do dwoch uloznych obok siebie drutow jej czulosc spada prawie do zera. Czyli symetryczny przewod sygnalowy nigdzie nie moze tworzyc nawet malej petli.
Na przewod wspolosiowy oscyloskopu polaczonego przewodem sieciowym z PE sieci mozna nawinac drut lub nalozyc folie i podac napiecie sieciowe 220 Vac najlepiej przez duzy opornik dla bezpieczenstwa. Mozna w ten sposob zmierzyc bardzo mala pojemnosc przenikowa kabla.      

Stosowany do sieciowej komunikacji kontrolerow standard RS485 uzywa lini symetrycznej o rezystancji falowej 120 OHm. Poniewaz na przebiegu lini dolaczonych jest do niej wiele transceiverow ( w stanie odbioru maja one duza impedancje wejsciowa ) linia ma tylko i wylacznie na obu koncach  zakanczajace ja rezystory falowe 120 OHm.

Standardowe w systemach automatyki sygnaly analogowe jak 0/4-20 mA czy 0-10V nie stwarzaja przy wlasciwym przesylaniu duzych problemow. Natomiast male sygnaly z sensorow bez kondycjonerow stwarzaja problemy.
Sygnal z termopary, sensorow RTD, mostka tensometrycznego i wszelkich mostkow z sensorami, mikrofonu dynamicznego, dipola , anteny Yagi - Uda, wyjsciowy ze wzmacniacza przeciwsobnego i z  filtru z fala powierzchniowa  SAW sa symetryczne. Symetrycznie sterowane sa elektrody odchylajace X i Y w lampie oscyloskopowej. Symetrycznie sygnal mozna podac do wiekszosci odbiornikow, takze odbiornikow  mocy. Sygnal symetryczny ma z reguly duzo mniejsze przesluchowe zaklocenia niz asymetryczny. Robocze tlumienie filtru SAW jest znacznie wieksze niz filtru LC o skupionej selektywnosci. Wejscie filtru SAW jest asymetryczne i dla minimalizaji przecieku pojemnosciowego dano wyjscie symetryczne zgodne z IC.

Sensory temperatury  PT100 ( Faktyczne standardy dla sensorow PT100 wprowadzila obszerna norma IEC. Sensory te generalnie pokrywaja zakres temperatur  -200...+850C ale zazwyczaj dla konkretnych typow jest wezszy zakres. Norma podaje maksymalna pojemnosc sensora do metalowej obudowy 30 pF  i jego maksymalna indukcyjnosc jako ze dopuszczalna jest praca pradem stalym DC i zmiennym AC ( takze impulsowym)  o czestotliwosci do 500 Hz ) stosowane sa w ukladach 2, 3 i 4 przewodowych. Uklad 2 przewodowy moze byc stosowany tylko z najmniej dokladnymi sensorami i krotkimi przewodami.
Najdokladniejszy jest uklad 4 przewodowy ale uklad 3 przewodowy tylko troche moze mu ustepowac.  W Polsce do polaczenie sensorow PT100 stosowany jest ekranowany przewod telekomunikacyjny YTKSX ekw 4x1x0.5.  W tych warunkach uklad 3 przewodowy jest tylko pozorna zaleta nad ukladem 4 przewodowym. Zreszta telekomunikacyjne kable ekranowane maja zawsze parzysta ilosc przewodow. Wiekszosc produkowanych w swiecie sensorow PT100 ma w gniezdzie przylacze 3 przewodowe.
Normy IEC przewiduja ze prad pomiarowy plynac przez sensor RTD PT100 ( takze inne RTD ) nie powinien jej podgrzac wiecej niz o 1/3 jej podstawowego bledu czyli klasy. Zatem dopuszczalny prad pomiaru wynika tez z opornosci cieplnej sensora do otoczenia. Spotykane sa pomiarowe prady ciagle  w granicach 1 -2 mA a rzadziej w strone 0.5 mA i pradow wiekszych. Kent w systemie V-70 stosuje prad 2 mA. Znany z precyzji Solatron stosuje dla sensorow PT 100 prad pomiarowy 1 mA a dla PT130 prad 0,769 mA. W krajowym systemie Inteldigit - PI zastosowano prad pomiarowy okolo 5 mA.
Przy zasilaniu impulsowym PT100 (lub innego ) mozna zastosowac znacznie wiekszy prad pomiarowy co daje wiekszy sygnal uzyteczny i odpornosc na zaklocenie. Prad dostarczany przez wspolne zrodlo pradowe komutowany jest tanimi multiplxerami CMOS.
Interfejsy scisle symetryczne ( z zakloceniowego punktu widzenia ) do sensorow RTD wystepuja sporadycznie.
Aby sensor PT100 byl dokladny cieniutki drucik platynowy powinien sie zupelnie swobodnie ze zmiana temperatury rozszerzac i kurczyc. Zatem im dokladniejszy jest sensor  PT100 tym jest delikatniejszy i wrazliwy na wibracje oraz szoki uderzeniowe o czym trzeba pamietac !
Termopary w wiekszosci zastosowan  sa obudowane i izolowane od obudowy ale gdy nie sa izolowane powstaja problemy do rozwiazania z ich izolowanym wejsciem. 

Najmniejsze zaklocenie przy malych - srednich czestotliwosciach zbierze dlugi ekranowany przewod sensora z systemem w pelni symetrycznym.
Wzmacniacz roznicowy czyli Instrumentalny ma okreslone tlumienie sygnalu wspolnego i przy polowicznie asymetrycznym systemie ( ze wzmacniaczem operacyjnym na froncie ) z kablem symetryczny ekranowanym system z realnym wzmacniaczem instrumentalnym ( IA - Instrumental Amplifier ) jest lepszy dopiero od okreslonej dlugosci kabla !  Dlugosc ta zalezy od parametrow kabla i rezystancji sensora oraz pojemnosci sensora do obudowy oraz parametrow IA. Wynosi ona dla sensorow PT100 i termopar typu K od okolo 30 do okolo 150 metrow. Pamietac nalezy o tym ze monolityczny Wzmacniacz Instrumentalny jest bardzo drogi i niedostepny a IA wykonany na wzmacniaczach operacyjnych wymaga uzycia drogich, precyzyjnych rezystorow.
Problem z zakloceniami rosnie z dlugoscia przewodow oraz iloscia obslugiwanych sensorow systemu.

W systemach DDC z centralnym minikomputerem obslugujacym wiele sensorow dolaczonych dlugimi przewodami problem z zakloceniami malych sygnalow byl powazny.
Sprawa dolaczenia ekranu jest kontekstowa. Sa rozwiazania w ktorych  lepsze jest dolaczenie ekranu z jednej strony ale sa tez takie ze konieczne jest dolaczenie go z obu stron z plynieciem pradu wyrownawczego. Ekran dolaczony tylko z jednej strony jest antena i moze zbierac spore zaklocenia co jest zrodlem przykrych niespodzianek.
Duze zaklocenia impulowe generuje kazde zalaczenie i wylaczenie urzadzenia sieciowego a gdy styki kontaktora - CB sa zniszczone jest cala seria przewodzonych i promieniowanych szybkich skokow napiec.

W systemie DDC przed wzmacniaczem o programowalnym wzmocnieniu ( PGA ) stosowano muliplexer wykonany na kontaktronach ze stykami zwilzonymi rtecia. Kontaktrony te z odrobina rteci w rurce na spodzie musza pracowac pionowo ! Przez multiplxer przechodzil sygnal symetryczny z sensorow oraz ekran przewodu laczony na czas pomiaru z AGND izolowanych od komputera  PGA i przetwornika ADC za nim.
Mankamentem tego rozwiazania jest powolnosc ( 0.25 – 1 ms ) kontaktronow. Ich trwalosc bez elektrycznego obciazenia stykow wynosi ponad 10e7 przelaczen ale wraz zuzyciem robia sie coraz bardziej leniwe az w koncu nie odpuszczaja. Ich utrata wlasciwosci jest stopniowa w odroznieniu od zachowania elementow polprzewodnikowych co umozliwia diagnostyke stopnia ich  zuzycia. Zaleta kontaktronu jest znaczne dopuszczalne napiecie (wspolne )  w stanie rozlaczenia. Kontaktron jako muliplexer jest przezytkiem . Stosowano je w krajowym systemie Inteldigit.
Poza czescia termopar i sensorami pH wszystkie sensory sa izolowane od obudowy lub otoczenia. Problem z symetria i ekranem jest szczegolnie trudny w przypadku  termopar przyspawanych do urzadzenia procesowego  lub uziemionych w nieokreslonym miejscu.
Przy niewielkich napieciach wspolnych lepsze sa tanie, scalone multiplexery CMOS. Problem napiec wspolnych lagodzi rozwiazanie Flying Capacitor. Na rysunku pokazano rozwiazanie stosowane w 8 wejsciowej karcie ADC  firmy DEC znanej z minikomputerow PDP-11 i VAX. Wejsciowy obwod RC to obnizajacy zaklocenia symetrycznego sygnalu filtr dolnoprzepustowy. Mostek diodowy ogranicza zakloceniowe napiecia powyzej napiec zasilania U+ i U-. W ukladzie Flying Capacitor nastepuje w czasie przelaczenia kluczy dodanie czastki napiecia wspolnego do mierzonego napiecia na kondensatorze. Ta czastka jest proporcjona do  ilorazu pojemnosci rozproszonych i pojemnosci  klucza do pojemnosci kondensatora, typowo conajmniej > 1 uF.
DEC podaje ze przy sygnalach symetrycznych przesylanych nieekranowana (!) skretka przewodow  tlumienie sygnalu wspolnego systemu przekracza 100 dB i mozliwa jest obsluga sygnalow z przedzialu 10 mV do 10 V.   

Na rysunku pokazano zasade przysylania sygnalu analogowego na przyklad z przetwornika DAC sterowania CNC lub robota do serwonapedow. Sygnal symetryczny z wyjsc wzmacniaczy operacyjnych lub ze wzmacniacza i GND do przewodow skretki podano "dopasowujacymi" rezystorami 50-75 Ohm zapobiegajacymi wzbudzeniu sie wzmacniaczy pojemnosciowym obciazeniem linia przy czestotliwosci zblizonej do cwiercfalowej. Lepsze od rezystorow w tym zastosowaniu sa stratne perelki ferrytowe bowiem ich opornosc dla malych czestotliwosci jest mala co skutkuja mala podatnoscia na zaklocenia a zapobiegaja wzbudzeniu sie wzmacniaczy. Sygnal ze skretki po drugiej stronie odebrany jest najprostszym wzmacniaczem instrumentalnym zbudowanych na wzmacniaczu operacyjnym i 4 dokladnych rezystorach. Ekran jest z reguly przylaczony z obu stron. Gdy zaklocenia sa umiarkowane w IA wystarcza jeszcze wzglednie niedrogie rezystory o tolerancji 1 %. Roznica w opornosci na wejsciach tego najprostszego  IA nie ma duzego znaczenia jako ze opornosc krotkich przewodow nie jest duza na tle wartosci rezystorow IA w przedziale 10-100 K. Oczywiscie we wspolnym ekranie moze byc wiele skretek dla roznych sygnalow.  

Sprawa napiec wspolnych jest pochodna roznic napiec istniejacych na uziemionych przeciez metalowych maszynach i urzadzeniach na ktorych zamontowane sa sensory. Zazwyczaj napiecia te nie sa duze ale w czasie zwarc wielkopradowych moga przez chwile przekroczyc 50 V a nawet wiecej ! Tak wiec gdy w kontrolerze ekrany kabli sensorow sa przylaczone do jego ochronnej (!) GND to jej  polaczenie  z sygnalowa GND na plycie drukowanej jest jedno przewodowe ! Prady (awaryjne ) plynac ekranami w zaden sposob jednym przewodem nie doplywaja do sygnalowej GND i nie zaklocja pracy systemu

W przypadku pola elektromagnetycznego intuicja calkowicie zawodzi. Pare eksperymentow:
-Dzialanie kabla koncentrycznego mozna eksperymentalnie studiowac. Zwoj lub kilka zwoi kabla koncentrycznego umieszczamy w oknie transformatora sieciowego. Przykladowo transformatora o mocy 400 VA majacego na uzwojeniu pierwotnym 440 zwoi czyli 0.5 V na zwoj.  Zwykle nie ma na kabel miejsca ale czasem jest. Kabel jeden koniec ma zwarty a drugi koniec podany jest do oscyloskopu ustawionego na maksymalna czulosc 2 mV na dzialke. Oscyloskop nic nie pokazuje ale mozna dodatkowym wzmacniaczem podniesc jego czulosc i ocenic dzialanie kabla. Zwoj z rozwarty z jednego konca kabla konentrycznego  owijamy na uzwojeniu pierwotnym tak by gorna warstwa tego uzwojenia byla dolaczona do fazy a nie N. Czuly oscyloskop pokazuje nam przeciek pojemnosciowy przez ekran kabla. Jest bardzo maly.
-Gdy transformator ma miec male pole rozproszenia ma dodatkowo zwarty zwoj z foli miedzianej obejmujacy rdzen z uzwojeniem. Gdy nie ma takiego zwoja mozna ze zwyklego przewodu zrobic petle zamiast  tego zwoja i obserwowac sygnal na oscyloskopie takze przy dodatkowym obciazeniu tranformatora gdy pojawi sie strumien rozproszenia
-Linia cwiercfalowa jest inverterem impedancji. Gdy jest otwarta na koncu na poczatku ma bliska zeru impedancje. Otwarty na koncu kabel zasilamy z generatora sinusoidalnego kontrolujac jego sygnal oscyloskopem.
-Otwarta na koncu linia o odpowiedniej dlugosci dolaczona do wyjscia wzmacniacza operacyjnego ( nie kazdy sie wzbudzi ! ) powoduje ze sie  on wzbudza. Tuz ponizej dlugosci cwiercfalowej  (okresowosc dlugosci kabla ! ) otwarta linia jest przeciez duza pojemnoscia !
-Zasilamy z szybkiego generatora prostokatnego jedna sciezke na pustej PCB a na sasiedniej obserwujemy oscyloskopem przesluch.
-Indukcyjnosc Sprzezeniowa obserwujemy podajac do ekranu na calej dlugosci przewodu wspolosiowego sygnal z szybkiego generatora prostokatnego. Jeden koniec kabla koncentrycznego jest zwarty a stan drugiego konca obserwujemy czulym oscyloskopem. Indukcyjnosc sprzezeniowa (jest bardzo mala ) rozniczkuje sygnal z generatora.     
-Gdy mamy szerokopasmowy oscyloskop zrodlem silnego sygnalu moze byc Radiotelefon
-Radiotelefon moze tez zaklocac testowana elektronike gdy jego sygnal detekuje sie na diodach lub innych nieliniowosciach. Jest dobry w sprawdzeniu odpornosci EMC testowanego urzadzenia. 
-Glownie elektryczny przesluch impulsowy nastepuje od pojedynczego przewodu zalaczanego do fazy sieci sieci energetycznej wlacznikiem

Tłumienosc kabla koncentrycznego rosnie z czestotliwoscia. Najpojemniejszy system Telefonii Nosnej Bella jest na 10 800 kanalow telefonicznych i ma pasmo 66 MHz. Nawet systemy japonskie sa mniej pojemne. Z powodu makabrycznie duzej wartosci szczytowej sygnalu TN w stosunku do wartosci sredniej czy efektywnej RMS sa to bardzo trudne sygnaly do procesowania podobnie jak sygnaly CATV. Szumy i znieksztalcenia kazdego wzmacniaka nieodwracalnie degraduja sygnal. Bell uzyl w konstrukcji bardzo liniowych, niskoszumnych  tranzystorow szerokopasmowych o Ft> 4 GHz pracujacych z pradem Ic ponad 100 mA. Bardzo staranna musi byc ekwalizacja charakterystyki czestotliwosciowej toru z kabla koncentrycznego. Bell do systemu eksploatacji, testu i nadzoru zastosowal minikomputery. Przykre cechy sygnalu TN znane sa od dawna. Bell ostatecznie w 1982 roku przeszedl na cyfrowe swiatlowody i juz nie rozwija systemow TN.
W krajach RWPG nie ma systemu nosnego o duzej pojemnosci i stad tak maly ruch miedzymiastowy i mala dostepnosc tych polaczen.
Bell w BSTJ September 1966, Vol XLV dal szczegolowy opis eksperymentalnego miedzywybrzezowego traktu o przeplywnosci az 224 Mb/sec. Wczesniejszy numer BSTJ zawiera opisy teminali. System zbudowano na nowoczesnych tranzystorach krzemowych o Ft>1 GHz oraz  tranzytorach germanowych o Ft> 4 GHz i diodach tunelowych. O tych tranzystorach Ge niewiele wiadomo ale jest to tranzystor "krzemowy" epi planarny tylko z ostatnia warstwa Ge. Lepsza bylaby nazwa Si-Ge.
Kabel koncentryczny o srednicy 0.27 cala w odcinku 5320 stop  miedzy regeneratorami ma przy czestotliwosci  F=112 MHz tlumienie 57 dB czyli az 500 razy.  Kabel o srednicy 0.375 cala uzywany jest w odcinkach 1.4 raza dluzszych. Linia ma az 4000 tysiace regeneratorow ! Uzyto prostego kodu kanalowego PST. Obecnie sa w takim zastosowaniu uzyte troche lepsze kody. Na wykresie pokazano widmo sygnalu PST. Szczytowa gestosc ma on przy czestotliwosci okolo 98 MHz a wiec troche mniejszej niz polowkowa 112 MHz.
Kabel koncentryczny musi byc bardzo szczelny aby nie dostawaly sie nadawane sygnaly telewizyjne z zakresu VHF i UKF FM.

Odebrany sygnal jest liniowo wzmocniony i poddany bardzo trudnej equalizacji. Na wykresie pokazano makabrycznie szybko rosnace tlumienie stosowanego odcinka kabla wspolosiowego oraz charakterystyke ekwalizacji i wypadkowa charakterystyke calosci. Wzmocnienie podnoszone jest do czestotliwosci 190 MHz ale glownie chodzi o male znieksztalcenia liniowe traktu z ekwalizacja

Mimo iz wypadkowa charakterystyka czestotliwosciowa toru nie jest bynajmniej plaska i rewelacyjna to znieksztalcenia liniowe referencyjnego sygnalu kosinusoidalnego sa calkiem male. I o to wlasnie chodzi. Nie podano jak zoptymalizowano equaliser ale z pewnoscia z uzyciem programu komputerowego. 

Bell podal wszelkie schematy i precyzyjne omowienia. Czesc cyfrowa jest latwiejsza niz analogowa !
Dla lini analogowej optymalna dlugosc odcinka wynika z tlumiennosci kabla oraz wprowadzanych przez wzmacniak szumow i odbic sygnalu na wejsciu i wyjsciu  jako ze impedancje wzmacniaka sa odrobine rozne od impedancji lini, szczegolnie przy duzych czestotliwosciach. Odbicia od wejscia i wyjscia sa tlumione przez podwojna dlugosc kabla. Gdy slabnie ze wzrostem czestotliwosci dopasowanie obu impedancji wzmacniaka rownolegle rosne komplementarne tlumienie odbic przez linie. 
W zalaczeniu dano schematy wzmacniakow oraz equaliserow stosowanych w systemach CATV.

Stosunek Ft uzytych tranzystorow w regeneratorze do przeplywnosci powinien byc wiekszy od 20. Obecnie wiec mozna wykonac scalony regenerator o przeplywnosci 1 Gbits/sec ale jak powiedziano teraz kroluja juz w tej roli swiatlowody. Dla takiej wysokiej przeplywnosci kabel miedziany musi byc niestety krotki.
Identycznie w regeneratorze do swiatlowodu najtrudniej jest odebrany slaby sygnal szerokopasmowo wzmocnic. Dobre rezultaty daje fotodioda lawinowa ( optymalne jest powielanie okolo 70 razy ) ale wymaga polaryzacji regulowanym napieciem az do 200 Vdc co wymaga uzycia przetworniczki i ciaglego regulatora z zabezpieczeniem  za nia. Jednak wraz z rozwojem technologii napiecie to bedzie spadac i generowany ekstra przetworniczka koszt mocno spadnie.
Tak czy owak koszt swiatlowodu i regeneratorow jest juz znacznie mniejszy niz kabla koncentrycznego z regeneratorami a pojemnosc swiatlowodu moze byc przeogromna. 

Na poziom pierwszy hierarchi PCM produkowane sa obecnie scalone regeneratory serii RPTxx. Maja automatyczny equaliser ! Zasilane sa szeregowo z "regenerowanej" linii.

Jako sygnal cyfrowy mozna traktem przesylac zarowno probki telefoni PCM jak tez pliki miedzy komputerami !  
Texas Instruments od 1978 roku produkuje "TMS 5220 Voice Synthesis Processor". Typowo strumien bitow dla syntezy mowy wynosi zaledwie okolo 1.2 kbits / sec. Jakosc tej mowy jest lepsza niz slyszana w rozmowie miedzymiastowej w Polsce. Kompresje sygnalu akustycznego  zapisanego docelowo w ROM dla tego syntezera wykonuje sie na minikomputerze. Obecnie jednak  procesory DSP osiagnely taka wydajnosc ze mozna to robic w czasie rzeczywistym !
Zatem zamiast przesylac jedna rozmowe PCM na 64 kbits /s mozna ich skompresowanych przeslac 64/1.2 =  53.333 !

Zacofanie telekomunikacji w krajach socjalistycznych tlumaczone jest rzekoma obsesja kontroli informacji przez wladze. Stoi to jednak w sprzecznosci z tym ze najwyzej w tej sprawie stoja ortodoksyjne ustrojowo Czechoslowacja i NRD.

Na koszt instalacji w bloku mieszkalnyn sklada sie koszt przewodow i armatury oraz  koszt ich polozenia. Polozenie zaplanowanej - projektowej instalacji na etapie budowy bloku jest tanie na tle pozniejszej akcji. 
W nowych blokach zaprzestano klasc instalacje telefoniczna po circa 1976 roku czyli wtedy gdy zaczal sie kryzys zadluzenia zagranicznego a przeciez koszt tej instalacji byl znikomy.
W nowym bloku powinna byc instalacja telefoniczna, instalacja CATV ( zamiast obecnej anteny zbiorczej) oraz instalacja zintegrowanego domofonu – alarmow ( gaz / pozar / wlamanie / napad) wraz z oswietleniem klatki schodowej i winda.
Prefabrykowany wezel CO – CWU, mechaniczna wentylacja, rekuperator oraz winda i zintegrowany system domofonu – alarmow winny miec jedna komunikacje z komputerem "miasta".

 Zwrocmy uwage ze mikrokomputer bloku mieszkalnego moglby syntezerem TMS5220 (lub innym) szczegolowe informacje "gaz / pozar / wlamanie / napad" i numer mieszkania lub pietra podac megafonem ale tez domofonami a za pomoca "komputera miasta" takze telefonicznie !