Netzwerke, Signale und Systeme: Systemtheorie linearer elektrischer Netzwerke

ISBN-13: 9783540105244 / Niemiecki / Miękka / 1981 / 382 str.

Hans Wilhelm Schüßler

Opis

Untersuchung der Ortskurven sowie algebraische Stabilitatstests aufge nommen. Sehr ausfUhrlich werden dann Einschwingvorgange behandelt, wobei auch die Beschreibung der Netzwerke mit Zustandsgleichungen sowie deren Losung berUcksichtigt wurde. Die Untersuchung des Zeitverhaltens mit Hilfe der Laplace-Transformation wird ebenfalls eingehend dargestellt. 1m Anhang finden sich neben den bereits genannten Angaben zu physikali schen Phanomenen Abschnitte mit kurzen Erklarungen zu verwendeten ma thematischen Grundlagen. Der Band ist als Lehrbuch gedacht. Einem induktiven Vorgehen in der Be handlung des Stoffes wurde der Vorzug gegeben. Dementsprechend enthalt das Buch eine Vielzahl von Beispielen, bei deren Auswahl versucht wurde, weitgehend Schaltungen zu untersuchen, die auch eine praktische Bedeu tung haben. Zahlreiche MeBergebnisse werden dazu in Form von Oszillo grammen zur Illustration gebracht. Bei der Vorbereitung der Beispiele sowie beim Lesen der Korrektur haben mir Mitarbeiter des Lehrstuhls fUr Nachrichtentechnik geholfen, von de nen ich besonders die Herren Dr. Heute, Dr. Steffen und Dipl.-Ing. Weith nennen mochte. Die Reinschrift des Textes, die Anfertigung der zahlrei chen Zeichnungen und die photographischen Arbeiten haben Fraulein Schuster, Frau Felske und Frau WeiB Ubernommen. Ihnen allen gilt mein Dank. Ebenso mochte ich dem Springer-Verlag fUr die gute Zusammenarbeit danken."

Spis treści

1. Einleitung.- 1.1 Vorbemerkung.- 1.2 Physikalische Größen.- Literatur.- 2. Analyse linearer Widerstandsnetzwerke.- 2.1 Elemente.- 2.1.1 Quellen.- 2.1.2 Lineare Widerstände.- 2.2 Struktur von Netzwerken.- 2.3 Die Kirchhoffsehen Gesetze.- 2.3.1 Knoten- und Maschenregel.- 2.3.2 Definition von Zweipolen und Vierpolen.- 2.3.3 Spannungs- und Stromquellen.- 2.3.4 Beispiele.- 1. Abzweigschaltungen.- 2. Netzumwandlung.- 2.4 Die Leistung.- 2.5 Allgemeine Verfahren zur Netzwerkanalyse.- 2.5.1 Maschenanalyse.- 2.5.2 Knotenanalyse.- 2.5.3 Eine Topologische Methode zur Netzwerkanalyse.- Literatur.- 3. Analyse allgemeiner linearer Netzwerke.- 3.1 Elemente allgemeiner linearer Netzwerke.- 3.1.1 Quellzeitfunktionen.- 3.1.2 Lineare zweipolige Elemente.- 3.1.3 Lineare vierpolige Elemente.- 3.1.3.1 Gekoppelte Induktivitäten, idealer Übertrager.- 3.1.3.2 Gyrator.- 3.1.3.3 Gesteuerte Quellen.- 3.2 Analyse allgemeiner Netzwerke.- 3.2.1 Der Reihenschwingkreis.- 3.2.2 Weitere Beispiele.- 3.2.2.1 RC-Abzweigschaltung.- 3.2.2.2 Magnetisch gekoppelte Schwingkreise.- 3.2.2.3 Überbrückte T-Schaltung.- 3.2.3 Verallgemeinerung.- 3.2.4 Folgerungen und weitere Beispiele.- 3.2.4.1 Netzumwandlung.- 3.2.4.2 Weitere Beispiele.- 1. Brückenschaltung.- a) Kapazitätsmeßbrücke.- b) Allpaß 1. Grades.- c) Phasenschieber.- 2. Sparbrückenschaltung.- 3. Schaltungen mit gesteuerten Quellen.- a) Transistorverstärker.- b) Darlingtonschaltung.- 4. Schaltungen mit Operationsverstärkern.- a) Analogrechenschaltungen.- b) System zweiter Ordnung.- c) Gyrator.- 3.3 Einige allgemeine Sätze der Netzwerktheorie.- 3.3.1 Überlagerungssatz.- 3.3.1.1 Allgemeines.- 3.3.1.2 Quellen mit allgemeinen periodischen Zeitfunktionen.- 3.3.2 Ersatzquellen.- 3.3.3 Umkehrungssatz.- 3.3.4 Duale Netzwerke.- 3.3.5 Leistung im Netzwerk.- 3.3.6 Satz von TELLEGEN.- 3.4 Mehrphasensysteme.- 3.4.1 Grundschaltung.- 3.4.2 Unsymmetrische Belastung.- 3.4.3 Dreieckförmig geschalteter Verbraucher.- 3.4.4 Symmetrische Komponenten.- Literatur.- 4. Vierpoltheorie.- 4.1 Vierpolgleichungen.- 4.2 Vierpolarten.- 4.3 Zusammenschaltung von Vierpolen.- 4.3.1 Parallel- und Reihenschaltung.- 4.3.2 Kettenschaltung von Vierpolen.- 4.4 Wellenparameter.- 4.5 Betriebsparameter.- 4.6 Ersatzschaltungen.- Literatur.- 5. Übertragungsfunktionen.- 5.1 Allgemeines.- 5.1.1 Darstellungen einer Übertragungsfunktion.- 5.1.2 Reellwertigkeit und Stabilität.- 5.1.3 Erläuterung und Beispiele.- 5.2 Mindestphasensystem und Allpässe.- 5.3 Zweipolfunktionen, Reaktanzfunktionen.- 5.4 Frequenzgang der Dämpfung, Phase und Gruppenlaufzeit.- 5.4.1 Allgemeine Untersuchung, Bode-Diagramme.- 5.4.2 Charakteristische Frequenzgänge.- 5.4.3 Messung des Frequenzganges.- 5.5 Ortskurven.- 5.5.1 Einführung.- 5.5.2 Elementare Ortskurven.- a) Allgemeine Gerade.- b) Kreis durch den Nullpunkt.- c) Kreis in Allgemeiner Lage.- d) Rationale Funktion von ?.- 5.5.3 Beispiele.- a) RC-Glied.- b) Doppel-RC-Glied.- c) Reihenschwingkreis.- d) Eingangswiderstand eines Vierpols.- e) Inversion von Widerständen und Leitwerten.- 5.5.4 Die gebrochene lineare Abbildung.- 5.6 Stabilität.- 5.6.1 Vorbemerkung.- 5.6.2 Eigenschaften von Hurwitz-Polynomen.- 5.6.3 Algebraische Stabilitätstests.- a) ROUTH-Test.- b) HURWITZ-Kriterium.- 5.6.4 Abschließende Bemerkungen.- 5.7 Beziehungen zwischen den Komponenten einer Übertragungsfunktion.- 5.7.1. Bestimmung von H(s) aus Re{H(j?)} oder Im{H(j?)}.- 5.7.2 Bestimmung von H(s) aus |H(j?)|.- Literatur.- 6. Einschwingvorgänge.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Übergangsverhalten bei einfachen Netzwerken.- 6.2.1 Entladevorgang bei einein RC-Glied.- 6.2.2 RC-Glied mit Spannungsquelle.- 6.2.3 Schaltungsvarianten.- 6.2.4 Reihenschwingkreis.- 6.2.4.1 Allgemeine Untersuchung.- 6.2.4.2 Diskussion des Einschwingverhaltens.- 6.3 Zustandsgieichungen elektrischer Netzwerke.- 6.3.1 Vorbemerkungen.- 6.3.2 Aufstellung der Zustandsgieichungen.- 6.3.3 Lösung der Zustandsgieichungen im Zeitbereich.- 6.4 Behandlung von Einschwingvorgängen mit der Laplace-Transformation.- 6.4.1 Einführung.- 6.4.2 Untersuchung allgemeiner Netzwerke.- 6.4.3 Weitere Beispiele.- 6.4.4 Übertragungsfunktion, Impuls- und Sprungantwort.- 6.4.5 Stabilität.- 6.4.6 Ergänzungen und Beispiele.- 6.4.6.1 Autokorrelierte der Impulsantwort.- 6.4.6.2 Ausgangsfunktionen begrenzter Dauer.- 6.4.6.3 Periodische Quellfunktionen.- 6.4.7 Einschwingverhalten bestimmter Tiefpässe.- 6.5 Lösung der Zustandsgieichung im Frequenzbereich.- Literatur.- A.1 Einheiten und Formelzeichen.- A.1.1 Grundeinheiten.- A.1.2 Abgeleitete Einheiten.- A.1.3 Bezeichnungen der Vielfachen und Bruchteile.- A.2 Passive Bauelemente.- A.2.1 Widerstände.- A.2.2 Kondensatoren.- A.2.2.1 Elektrisches Feld.- A.2.2.2 Kapazität.- A.2. 2. 3 Praktische Ausführung.- A.2. 3 Spulen.- A.2.3.1 Magnetisches Feld.- A.2.3.2 Induktivität.- A.2.3.3 Praktische Ausführung.- A.2.4 Übertrager.- A.2.4.1 Gekoppelte Spulen.- A.2.4.2 Spezielle Fälle.- A.2.4.3 Ersatzschaltungen.- A.2.4.4 Praktische Ausführung.- A.3 Aktive Bauelemente.- A.3.1 Triode.- A.3.2 Transistoren.- A.4 Fourierreihen.- A.5 Berechnung der Übergangsmatrix.- A.6 Laplace-Transformation.- A.6.1 Definition und Eigenschaften.- A.6.2 Die Rücktransformation.- A.6.3 Sätze der Laplace-Transformation.- A.6.4 Die Impulsfunktion und ihre Laplace-Transformierte.- Literatur.- Namen- und Sachverzeichnis.