- Артикул:00440367
- Автор: Улахович Д. А.
- ISBN: 978-5-9775-0083-8
- Тираж: 2000 экз.
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Феникс (все книги издательства)
- Город: Санкт-Петербург
- Страниц: 816
- Формат: 70х100/16
- Год: 2009
- Вес: 1657 г
- Серия: Учебник для военных вузов (все книги серии)
Развернуть ▼
Книга основана как на классическом, так и на современном анализе и оптимальном синтезе линейных электрических цепей. Уделено внимание изучению основ теории и практики активных цепей, цепей с обратной связью, а также условиям физической реализуемости и проблемам устойчивости цепей. Рассмотрена теория и практика применения диплексоров. Изложены основные положения современного синтеза волновых аналоговых фильтров на фазовых контурах.
Для студентов всех форм обучения, аспирантов, преподавателей вузов и инженеров
Содержание
Предисловие
Основные обозначения
Принятые сокращения
Часть I. Общие свойства линейных электрических цепей
Глава 1. Основные понятия и законы теории электрических цепей
Лекция 1. Основные определения и понятия теории электрических цепей
1.1. Предмет дисциплины
1.2. Напряжения и токи в электрических цепях
1.3. Классификация электрических цепей
1.4. Определение линейной стационарной цепи (системы)
1.5. Модель и схема электрической цепи
Лекция 2. Элементы топологии электрических цепей. Законы Кирхгофа
2.1. Основные топологические понятия теории электрических цепей
2.1.1. Граф электрической цепи
2.1.2. Аналитическое описание графа
2.2. Законы Кирхгофа
2.3. Краткая характеристика задач анализа и синтеза электрических цепей
Лекция 3. Элементы электрических цепей
3.1. Элементы электрических цепей и их свойства
3.1.1. Пассивные элементы
3.1.2. Источники (активные элементы)
3.3. Схемы замещения реальных элементов ЭЦ
3.3. Параллельные и последовательные соединения однотипных элементов. Принцип эквивалентности
3.3.1. Параллельные соединения
3.3.3. Последовательные соединения
Глава 2. Общие методы анализа электрических цепей
Лекция 4. Расчет резистивных электрических цепей в статическом режиме
4.1. Расчет последовательных электрических цепей (делители напряжений)
4.2. Расчет параллельных электрических цепей (делители токов)
4.3. Расчет параллельно-последовательных электрических цепей
4.3.1. Расчет параллельно-последовательных электрических цепей с одним источником
4.3.2. Расчет параллельно-последовательных электрических цепей с несколькими источниками
4.4. Расчет электрических цепей методами уравнений Кирхгофа
4.4.1. Метод токов ветвей
4.4.2. Метод напряжений ветвей
Лекция 5. Методы анализа сложных электрических цепей
5.1. Метод узловых напряжений
5.1.1. Составление узловых уравнений
5.1.2. Особенности составления узловых уравнений
5.2. Метод контурных токов
5.2.1. Составление контурных уравнений
5.2.2. Особенности составления контурных уравнений
5.3. Решение системы контурных (узловых) уравнений
5.3.1. Основные понятия теории определителей
5.3.2. Применение теории определителей для решения контурных (узловых) уравнений
5.3.3. Примеры использования теории определителей
Лекция 6. Основные теоремы теории цепей
6.1. Теоремы взаимности (обратимости)
6.2. Теоремы об эквивалентных генераторах
6.2.1. Теорема об эквивалентном генераторе с источником напряжения (теорема Тевенина)
6.2.2. Теорема об эквивалентном генераторе с источником тока (теорема Нортона)
6.2.3. Условия эквивалентности двух схем замещения генераторов
6.2.4. Примеры
Глава 3. Режим гармонических колебаний в линейных электрических цепях
Лекция 7. Гармонические напряжения и токи
7.1. Определение гармонических напряжений и токов
7.1.1. Основные определения
7.1.2. Линейные операции над гармоническими колебаниями
7.1.3. Энергетические характеристики гармонических колебаний
7.2. Символическое изображение гармонических колебаний
7.3. Законы Ома и Кирхгофа для комплексных амплитуд
7.4. Комплексные сопротивления и проводимости
7.5. Комплексные числа и операции над ними
7.5.1. Арифметические действия над комплексными числами
7.5.2. Геометрический смысл комплексных чисел
7.5.3. Формулы Эйлера и Муавра
Лекция 8. Символический метод анализа электрических цепей
8.1. Комплексные сопротивления и проводимости элементов электрических цепей
8.1.1. Резистивный элемент
8.1.2. Индуктивность
8.1.3. Ёмкость
8.1.4. Комплексные сопротивления и проводимости двухполюсников
8.2. Анализ установившихся гармонических колебаний в простейших цепях
8.2.1. Определения режимов состояния электрической цепи
8.2.2. Анализ гармонических колебаний в последовательном LC-контуре
8.2.3. Анализ гармонических колебаний в RLC-контуре
8.3. Анализ сложных линейных электрических цепей в режиме установившихся гармонических колебаний
8.4. Особенности составления уравнений цепей с индуктивными связями
8.4.1. Основные соотношения
8.4.2. Метод развязки индуктивных связей
Лекция 9. Энергетические характеристики двухполюсников
9.1. Средняя, полная и реактивная мощности при гармонических колебаниях в цепи
9.2. Максимум средней мощности в нагрузке
9.2.1. Условия баланса мощностей
9.2.2. Условия максимума средней мощности в нагрузке
9.2.3. Коэффициент полезного действия генератора. Согласованная нагрузка
Глава 4. Частотные характеристики электрических цепей
Лекция 10. Комплексные функции электрических цепей
10.1. Определение комплексных функций электрических цепей
10.2. Расчет частотных характеристик
10.3. Логарифмические частотные характеристики
Лекция 11. Режим гармонических колебаний в последовательном колебательном контуре
11.1. Параметры последовательного контура
11.1.1. Ток в последовательном контуре
11.1.2. Свойства последовательного контура при резонансе
11.2. Частотные характеристики последовательного контура
11.2.1. Комплексная частотная характеристика по току
11.2.2. Резонансные характеристики последовательного контура
Лекция 12. Режим гармонических колебаний в параллельном колебательном контуре
12.1. Параметры параллельного контура
12.2. Резонансные характеристики параллельного контура
Лекция 13. Свойства частотных характеристик колебательных контуров
13.1. Общие свойства частотных характеристик
13.1.1. Понятия о расстройках колебательного контура
13.1.2. Свойства резонансной частоты
13.2. Избирательность простейших колебательных контуров
13.2.1. Полоса пропускания
13.2.2. Связь полосы пропускания с вторичными параметрами
13.2.3. Управление шириной полосы пропускания параллельного колебательного контура с помощью шунта
Лекция 14. Частотные характеристики сложных колебательных контуров
14.1. Некоторые разновидности параллельных колебательных контуров
14.1.1. Параллельный контур с малыми потерями в катушке индуктивности
14.1.2. Параллельный контур с малыми потерями в катушке индуктивности и конденсаторе
14.2. Связанные колебательные контуры
14.2.1. Коэффициент связи
14.2.2. Комплексные амплитуды токов связанных контуров
14.2.3. Настройки связанных контуров
14.2.4. Частотная зависимость тока во вторичном контуре
14.2.5. Частотные свойства связанных контуров
14.2.6. Полоса пропускания связанных контуров
Глава 5. Временные и частотные характеристики линейных электрических цепей
Лекция 15. Описание линейных электрических цепей во временной области
15.1. Типовые воздействия на электрические цепи
15.1.1. Единичный скачок (ступенчатое воздействие)
15.1.2. Единичный импульс (q-функция, функция Дирака)
15.1.3. Связь между единичным скачком и единичным импульсом
15.1.4. Отрезок гармонического колебания
15.2. Описание процессов с помощью интегро-дифференциальных уравнений. Начальные условия
15.3. Импульсная характеристика. Интеграл свертки
15.4. Переходная характеристика. Интеграл Дюамеля
Лекция 16. Описание линейных электрических цепей в операторной p-области
16.1. Преобразование Лапласа и его свойства
16.1.1. Определение преобразования Лапласа
16.1.2. Основные свойства преобразования Лапласа
16.2. L-изображения типовых функций, операций дифференцирования и интегрирования
16.2.1. L-изображения типовых функций
16.2.2. L-изображения операций дифференцирования и интегрирования
16.3. Обратное преобразование Лапласа
Лекция 17. Операторные передаточные функции
17.1. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме
17.1.1. Законы Кирхгофа в операторной форме
17.1.2. Операторные сопротивления и проводимости элементов электрических цепей
17.1.3. Операторные сопротивление и проводимость последовательного и параллельного двухполюсников
17.1.3. Операторные сопротивление и проводимость двухполюсника общего вида
17.2. Определение операторной передаточной функции. Связь с импульсной и переходной характеристиками
17.3. Понятие о нулях и полюсах передаточной функции. Устойчивость передаточной функции
17.4. Связь передаточной функции с частотными и временными характеристиками цепи
Лекция 18. Свободные колебания в пассивных электрических цепях
18.1. Свободные колебания в электрических цепях с одним реактивным элементом
18.1.1. Свободные колебания в простейшей RC-цепи
18.1.2. Свободные колебания в простейшей RL-цепи
18.2. Переходные колебания в цепях с одним реактивным элементом
Лекция 19. Переходные процессы в колебательных контурах
19.1. Свободные колебания в RC-цепи при воздействии видеоимпульса
19.2. Свободные колебания в параллельном контуре без потерь
19.3. Свободные колебания в последовательном RLC-контуре
19.4. Колебания в последовательном RLC-контуре при воздействии в виде отрезка гармонического колебания
19.5. Прохождение радиоимпульса через колебательный контур
Глава 6. Основы теории линейных четырехполюсников
Лекция 20. Системы собственных параметров четырехполюсников
20.1. Определение и классификация четырехполюсников
20.2. Уравнения передачи четырехполюсника
20.3. Системы собственных параметров и их физический смысл
20.4. Методы определения собственных параметров. Соотношения между различными системами параметров
20.4.1. Методы определения собственных параметров
20.4.2. Соотношения между различными системами параметров
20.4.3. Свойства параметров ХХ и КЗ пассивного четырехполюсника
Лекция 21. Собственные параметры четырехполюсников
21.1. Собственные параметры типовых четырехполюсников
21.1.1. Собственные параметры элементарных четырехполюсников
21.2. Собственные параметры простейших четырехполюсников
21.2.1. Собственные параметры симметричного мостового четырехполюсника
21.3. Эквивалентность Т-, П-образного и мостового четырехполюсников
21.4. Соединения четырехполюсников
21.4.1. Каскадное соединение четырехполюсников
21.4.2. Параллельное соединение четырехполюсников
21.4.3. Последовательное соединение четырехполюсников
21.4.4. Последовательно-параллельное соединение четырехполюсников
21.4.5. Параллельно-последовательное соединение четырехполюсников
21.5. Условия регулярности соединения
Лекция 22. Внешние характеристики четырехполюсников
22.1. Комплексное входное сопротивление четырехполюсника при произвольной нагрузке
22.2. Комплексные частотные характеристики нагруженных четырехполюсников
22.2.1. Комплексные частотные характеристики односторонне нагруженных четырехполюсников
22.2.2. Внешние характеристики двусторонне нагруженного четырехполюсника
22.3. Нормирование рабочих характеристик
22.3.1. Комплексный нормированный рабочий коэффициент передачи
22.3.2. Рабочая постоянная передачи цепи
Глава 7. Цепи с распределенными параметрами
Лекция 23. Первичные параметры длинной линии
23.1. Понятие длинной линии
23.1.1. Определение длинной линии
23.1.2. Классификация длинных линий
23.2. Первичные параметры длинной линии
23.3. Уравнения передачи длинной линии
23.4. Классификация кабелей согласно международному стандарту
Лекция 24. Волновые параметры длинной линии
24.1. Падающие и отраженные волны
24.2. Соотношения между комплексными амплитудами падающих и отраженных волн
24.2.1. Волновое сопротивление
24.2.2. Коэффициент отражения
24.3. Уравнения передачи согласованно нагруженной длинной линии
24.4. Постоянная передачи и частотные характеристики длинной линии
24.4.1. Постоянная передачи длинной линии
24.4.2. Частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) согласованно нагруженной длинной линии
24.5. Входное сопротивление длинной линии
24.6. Определение параметров линии методом холостого хода и короткого замыкания
Лекция 25. Колебания в линиях без потерь
25.1. Длинные линии с пренебрежимо малыми потерями
25.1.1. Вторичные параметры и уравнения передачи длинной линии без потерь
25.1.2. Режим бегущей волны (согласованной нагрузки) в линии без потерь
25.2. Режим стоячих волн
25.3. Режим смешанных волн
25.4. Входное сопротивление линии без потерь
25.4.1. Режим короткого замыкания линии
25.4.2. Режим холостого хода линии
25.4.3. Входное сопротивление линии с произвольной нагрузкой
25.5. Примеры применения длинных линий с пренебрежимо малыми потерями
25.5.1. Металлический изолятор
25.5.2. Колебательный контур
25.5.3. Линейный вольтметр
25.5.4. Трансформатор сопротивлений
Лекция 26. Свойства функций электрических цепей
26.1. Свойства передаточной функции
26.2. Свойства частотных характеристик
Лекция 27. Критерии устойчивости
27.1. Критерий устойчивости Гурвица
27.1.1. Свойства полиномов Гурвица
27.2. Критерий устойчивости Михайлова
Часть II. Основы синтеза линейных электрических цепей
Глава 9. Математические основы синтеза электрических цепей с заданными свойствами
Лекция 28. Задача синтеза электрических цепей и этапы ее решения
28.1. Постановка задачи оптимального синтеза электрической цепи
28.1.1. Условия физической реализуемости функций цепи
28.1.2. Характеристика задачи оптимального синтеза
28.2. Методы решения задачи синтеза электрических цепей
28.2.1. Метод оптимального параметрического синтеза
28.2.2. Классические методы синтеза электрических цепей
Лекция 29. Оптимальные методы синтеза электрических цепей
29.1. Наилучшее среднеквадратичное приближение (метрика L2)
29.2. Наилучшее равномерное (чебышевское) приближение (метрика C)
29.2.1. Постановка задачи наилучшего равномерного приближения
29.2.2. Обобщенная теорема Чебышева об альтернансе
29.2.3. Понятие о полиномах Чебышева
29.3. Полиномиальный алгоритм Ремеза
29.3.1. Понятие об алгоритме Ремеза
29.3.2. Пример использования обменного алгоритма Ремеза
29.4. Сопоставление результатов аппроксимации
29.5. Весовая функция
Лекция 30. Реализация функций электрических цепей
30.1. Положительные вещественные функции
30.1.1. Определение положительных вещественных функций (ПВФ)
30.1.2. Реактансные функции
30.2. Методы реализации пассивных двухполюсников (реактансных функций)
30.2.1. Метод Фостера
30.2.2. Метод Кауэра
30.3. Канонические схемы реактивных двухполюсников
Лекция 31. Методы реализации четырёхполюсников
31.1. Характеристические параметры симметричного четырехполюсника
31.2. Мостовая реализация
31.3. Реализация на основе Т- и П-образных симметричных схем
31.4. Лестничная реализация полиномиальных электрических цепей
31.5. Каскадно-согласованная реализация
31.6. Каскадно-развязанная реализация
31.7. Особенности математических моделей лестничных цепей
Глава 10. Введение в синтез электрических фильтров
Лекция 32. Основные определения и классификация электрических фильтров
32.1. Условия безыскаженной передачи сигналов через электрическую цепь
32.2. Классификация электрических фильтров
32.2.1. Определение фильтра
32.2.2. Амплитудно-частотные характеристики избирательных фильтров и требования к ним
Лекция 33. Частотные преобразования в задачах синтеза электрических фильтров
33.1. Задача синтеза фильтра
33.1.1. Понятия о нормировании частот и характеристик фильтра
33.1.2. Нормирование параметров элементов фильтра
33.2. Реактансные преобразования частоты
33.2.1. Преобразование НЧ НЧ-прототип
33.2.2. Преобразование ВЧ НЧ-прототип
33.2.3. Преобразование ПФ НЧ-прототип
33.2.4. Преобразование РФ НЧ-прототип
Лекция 34. Аппроксимация АЧХ избирательных фильтров рациональными функциями
34.1. Функция квадрата АЧХ
34.2. Синтез фильтров нижних частот
34.2.1. Фильтры Баттерворта
34.2.2. Фильтры Чебышева
34.2.3. Фильтры Золотарева—Кауэра (фильтры с изоэкстремальными характеристиками затухания)
34.3. Некоторые сведения о функциях Якоби
Лекция 35. Анализ схем фильтров
35.1. Методика качественного анализа схем фильтров
35.1.1. Определение типа избирательности
35.1.2. Качественное построение АЧХ А(w) и характеристики затухания а(w) фильтра
35.1.3. Определение вида передаточной функции Н(w) фильтра
35.2. Влияние потерь на характеристики фильтра
35.2.1. Влияние потерь на передаточную функцию фильтра
35.2.2. Компенсация потерь методом предыскажений по Дарлингтону
Лекция 36. Кварцевые фильтры
36.1. Параметры кварцевых резонаторов
36.1.1. Понятия о кварцевых резонаторах
36.1.2. Схема замещения и электрические параметры кварцевого резонатора
36.2. Принципы построения кварцевых фильтров
36.2.1. Дискретные кварцевые фильтры
36.2.2. Монолитные кварцевые фильтры
36.2.3. Фильтры на поверхностных акустических волнах
Глава 11. Корректоры и регуляторы частотных характеристик
Лекция 37. Амплитудные корректоры
37.1. Влияние частотных характеристик на прохождение сигнала в сложных электрических цепях
37.2. Решение задачи амплитудного корректирования
37.3. Основы реализации амплитудных корректоров
Лекция 38. Фазовые корректоры
38.1. Общие свойства фазовых звеньев
38.1.1. Частотные характеристики фазовых звеньев
38.1.2. Частотные характеристики простых фазовых звеньев
38.2. Синтез фазовых корректоров
38.2.1. Задание требований к фазовым корректорам
38.2.2. Схемы простых фазовых звеньев
Лекция 39. Аналоговые линии задержки
39.1. Определение и общие характеристики линий задержки
39.2. Синтез линий задержки
39.2.1. Постановка задачи синтеза линий задержки
39.2.2. Полиномиальные линии задержки
39.3. Понятие о фазовращателях
Глава 12. Цепи с обратной связью
Лекция 40. Основные положения общей теории обратной связи
40.1. Принцип обратной связи
40.2. Классификация систем с обратной связью
40.3. Передаточная функция цепи с обратной связью
40.4. Частотные и временные характеристики цепи с обратной связью
40.4.1. Частотные характеристики цепи с обратной связью
40.4.2. Импульсная характеристика цепи с обратной связью
40.4.3. Переходная характеристика цепи с обратной связью
Лекция 41. Чувствительность и устойчивость цепей с обратной связью
41.1. Чувствительность цепей с обратной связью
41.1.1. Определение чувствительности
41.1.2. Влияние обратной связи на чувствительность цепи
41.1.3. Фазовая чувствительность (нестабильность) прямой цепи
41.1.4. Ослабление нелинейных искажений
41.2. Устойчивость линейных систем с обратной связью
41.2.1. Устойчивость по Ляпунову
41.2.2. Критерий устойчивости Найквиста
Лекция 42. Основы теории усилителей
42.1. Основные характеристики усилителей
42.1.1. Частотные и энергетические характеристики усилителей
42.1.2. Нелинейные искажения в усилителях
42.2. Математические модели и схемы замещения усилителей
42.2.1. Математические модели усилителей
42.2.2. Однонаправленный (односторонний) усилитель
42.3. Усилители с обратной связью
42.3.1. Основные понятия и определения
42.3.2. Напряжение на входных зажимах зависимого источника
42.3.3. Комплексный коэффициент усилителя с ОС
42.3.4. Стабильность характеристик усилителя с ОС
42.3.5. Входное и выходное сопротивления усилителя с ОС
42.3.6. Устойчивость усилителя с ОС
Лекция 43. Основы синтеза активных ЛС-цепей
43.1. Операционные усилители
43.2. Простейший усилитель без инверсии входного сигнала (неинвертирующий)
43.3. Усилитель с конечным коэффициентом усиления (масштабный усилитель)
43.4. Повторитель напряжения
43.5. Простейший усилитель с инверсией входного сигнала (инвертирующий)
43.5.1. Взвешивающий инвертор напряжения (инвертирующий усилитель)
43.5.2. Сумматор напряжения (инвертирующий)
43.5.3. Инвертирующий интегратор
43.5.4. Инвертирующий интегратор-сумматор
43.5.5. Инвертирующий дифференциатор
43.6. Конвертор отрицательного сопротивления
43.7. Инвертор сопротивления. Гиратор
Дополнение
Лекция 44. Диплексоры и их применение
44.1. Понятие о матрице рассеяния
44.2. Диплексоры-четырехполюсники
44.2.1. Применение диплексоров в усилителях
44.2.2. Применение диплексоров в преобразователях частоты
44.3. Диплексоры-шестиполюсники
Лекция 45. Введение в теорию волновых аналоговых фильтров
45.1. Основные понятия о волновых аналоговых фильтрах
45.2. Моделирование отрезков длинных линий без потерь
45.3. Симметричные цепочечные звенья ВАФ
45.3.1. Условные обозначения звеньев и полузвеньев ВАФ
45.3.2. Свойства звена ВАФ-Ц с четвертьволновой связкой
45.3.3. Свойства звена ВАФ-Ц с полуволновой связкой
45.3.4. Моделирование симметричных цепочечных звеньев
45.3.5. Понятия о симметричных шлейфных звеньях волновых фильтров
45.4. Начала синтеза волновых аналоговых фильтров
45.4.1. Задание требований к волновому фильтру
45.4.2. Расчетные параметры фильтров на фазовых контурах
Литература
Предметный указатель
Рекомендуем
