Netzwerkanalyse, Netzwerksynthese Und Leitungstheorie

ISBN-13: 9783519001102 / Niemiecki / Miękka / 1986 / 175 str.

Gerhard Ulbricht

Opis

Das vorliegende Skriptum stellt die Niederschrift einer Vorlesung des Verfassers im Fachbereich Elektrotechnik an der Fachhochschule MUnchen dar. Das Skriptum solI eine Einfuhrung in die Analyse und Synthese linearer Netzwerke und in die Theorie der Leitungen geben. Vorausgesetzt wer den Kenntnisse in der Netzwerkberechnung mittels komplexer Rechnung und in der Berechnung von Einschwingvorgangen mittels Laplace-Transformation. Eine Anzahl ausfuhrlich durchgerechneter Beispiele und Obungsaufgaben solI das Einarbeiten in den behandelten Stoff erleichtern. Das Skriptum wendet sich in erster Linie an Student en von Fach hochschulen und Technischen Universitaten, daruber hinaus jedoch auch an den in der Praxis tatigen Ingenieur, der seine Kenntnisse in der Theorie der Netzwerke und Leitungen vertiefen will. 1m Skriptum wird neben der Netzwerkanalyse, die ein gegebe nes Netzwerk auf seine Eigenschaften hin untersucht, beson ders die Netzwerksynthese eingehend behandelt, mit deren Hilfe Netzwerke mit bestimmten, von der Anwendung vorgege benen Eigenschaften entworfen werden konnen. 1m Mittelpunkt der Betrachtungen steht dabei die Pol-Nullstellen-Darstel lung einer Netzwerkfunktion. Die Methode der Pol-Nullstel len-Darstellung einer Funktion besitzt den Vorteil, daB sie dem Bedurfnis des Ingenieurs nach anschaulicher Behandlung und Interpretation eines Problems entgegenkommt. Mit Hilfe der behandelten Betriebsfiltersynthese konnen gewunschte Betriebseigenschaften eines Filters optimal angenahert und der erforderliche Schaltelementeaufwand minimal gehalten werden. Dies kann mit Hilfe der Wellenparametertheorie, nach der in den Filterschaltungen nur jeweils gleiche Wel lenwiderstande aneinanderstoBen durfen, nicht erreicht wer den. Die Dimensionierung von Filtern wird deshalb heute ge wohnlich unter Zugrundelegung der behandelten Betriebspara metertheorie vorgenommen.

Spis treści

1. Zweipole. Duale Netzwerke.- 1.1 Allgemeine Zweipoleigenschaften. Zweipolfunktion.- 1.1.1 Komplexe Frequenz.- 1.1.2 Passiver und aktiver Zweipol. Starre Quellen.- 1.1.3 Zweipolfunktion.- 1.2 Reaktanzzweipol und Partialbruchschaltungen.- 1.2.1 Reaktanzzweipol. Reaktanzfunktion.- 1.2.2 Partialbruchschaltungen.- 1.2.3 Reaktanztheorem.- 1.3 Kettenbruchschaltungen.- 1.3.1 LC-Kettenbruchschaltung, 1.Cauer-Form.- 1.3.2 LC-Kettenbruchschaltung, 2.Cauer-Form.- 1.4 Duale Netzwerke.- 2. Zweitore.- 2.1 Allgemeine Zweitoreigenschaften. Grundgleichungen des linearen Zweitors.- 2.1.1 Eigenschaften eines Zweitors.- 2.1.2 Passives und aktives Zweitor. Gesteuerte Quellen.- 2.1.3 Grundgleichungen und Parameter des linearen Zweitors.- 2.2 Bedeutung und Umrechnung der Zweitorparameter.- 2.2.1 Bedeutung der Zweitorparameter.- 2.2.2 Umrechnung der Zweitorparameter.- 2.3 Zusammenschaltung von Zweitoren.- 2.3.1 Serienschaltung.- 2.3.2 Parallelschaltung.- 2.3.3 Kettenschaltung.- 2.4 Reziprozitätstheorem und Zweitorklassen.- 2.4.1 Reziprozitätstheorem. Übertragungssymmetrische Zweitore.- 2.4.2 Widerstandssymmetrische Zweitore.- 2.5 Matrizen wichtiger Zweitore.- 2.5.1 Längs- und Querwiderstand.- 2.5.2 Idealer Übertrager.- 2.5.3 Gyrator.- 2.5.4 T- und ?-Schaltung.- 2.6 Betriebsparameter des Zweitors.- 2.6.1 Eingangs- und Ausgangswiderstand, Spannungs- und Stromübertragungsfaktor.- 2.6.2 Betriebsübertragungsfaktor und Betriebsdämpfungsmaß.- 2.6.3 Gruppen- und Phasenlaufzeit. SignalVerzerrungen.- 2.7 Streuparameter des Zweitors.- 2.7.1 Normierte Wellen. Streugleichungen.- 2.7.2 Bedeutung der Streuparameter.- Übungsaufgaben zu Abschn. 2.- 3. Übertragungsfunktion. Filtersynthese.- 3.1 Übertragungsfunktion und Pol-NullstellenDarstellung.- 3.1.1 Übertragungsfaktor und Übertragungsfunktion.- 3.1.2 Darstellung der Übertragungsfunktion durch Pole und Nullstellen. PN-Plan.- 3.1.3 Eigenschaften der Zweitorübertragungsfunktionen.- 3.2 Frequenzgänge und Bode-Diagramme.- 3.2.1 Frequenzgänge von Übertragungsgrößen.- 3.2.2 Bode-Diagramme.- 3.3 Betriebseigenschaften der Filter.- 3.3.1 Durchlaßbereich und Sperrbereich eines Filters.- 3.3.2 Leistungsbilanz eines Reaktanzfilters.- 3.3.3 Verluste in Reaktanzfiltern.- 3.4 Normierung und Entnormierung eines Tiefpasses.- 3.4.1 Tiefpaß-Normierung.- 3.4.2 Tiefpaß-Entnormierung.- 3.5 Potenztiefpaß (Butterworth-Tiefpaß).- 3.5.1 Butterworth-Approximation.- 3.5.2 Synthese von Potenztiefpässen.- 3.6 Tschebyscheff- und Cauer-Tiefpaß.- 3.6.1 Tschebyscheff-Tiefpaß.- 3.6.2 Cauer-Tiefpaß.- 3.7 Bessel-Tiefpaß.- 3.8 Frequenztransformationen.- 3.8.1 Tiefpaß-Hochpaß-Transformation.- 3.8.2 Tiefpaß-Bandpaß-Transformation.- 3.8.3 Bandsperre.- 3.9 Aktive RC-Filter.- 3.10 Digitale Filter.- Übungsaufgaben zu Abschn. 3.- 4. Leitungen.- 4.1 Leitungsbeläge und Ersatzschaltbild des Leitungselements.- 4.1.1 Ausführungsformen von Leitungen. Leitungsbeläge.- 4.1.2 Ersatzschaltbild des Leitungselements.- 4.2 Übertragungsgrößen und Leitungsgleichungen.- 4.2.1 Wellenwiderstand und Ausbreitungskoeffizient der Leitung.- 4.2.2 Leitungsgleichungen.- 4.3 Verlustbehaftete Leitung.- 4.3.1 RC-Leitung.- 4.3.2 Verlustarme Leitung.- 4.4 Verlustlose Leitung. Leitungswellen.- 4.4.1 Eigenschaften und Gleichungen der verlustlosen Leitung.- 4.4.2 Wellenausbreitung auf der verlustlosen Leitung.- 4.4.3 ?/4- und ?/2-Leitung.- 4.5 Reflexionsfaktor. Angepaßte und fehlangepaßte Leitung.- 4.5.1 Last- und Eingangsreflexionsfaktor. Fehlersatz.- 4.5.2 Angepaßte Leitung.- 4.5.3 Fehlangepaßte Leitung mit reellem.- Abschlußwiderstand. Anpassungs- und Welligkeitsfaktor.- 4.6 Reaktanzleitungen.- 4.6.1 Kurzgeschlossene verlustlose Leitung.- 4.6.2 Offene verlustlose Leitung.- 4.6.3 Stichleitungen.- 4.7 Smith-Diagramm.- 4.7.1 Konforme Abbildung der Z’-Halbebene auf die r-Ebene.- 4.7.2 r- und m-Kreise. 1/?-Geraden.- 4.7.3 Inversion von Widerständen und Leitwerten.- 4.7.4 Transformationseigenschaften von Leitungen.- Übungsaufgaben zu Abschn. 4.- Weiterführende Bücher.- Matrizen.- Lösungen zu den Übungsaufgaben.- Formelzeichen.

O autorze

Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Ulbricht, FH München