Analyse linearer Schaltungen
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- Alfred Althaus
- vor 5 Jahren
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Transkript
1 A Analyse linearer Schaltungen Artice M. Davis San Jose State University Übersetzung aus dem Amerikanischen von Herbert Stöllner Hütlug
2 Vorwort xiii TEIL I GLEICHSTROMANALYSE 1 1 Grundlagen Elemente und Schaltungen Spannung und Strom Ladung und verketteter Fluss Leistung und Energie Unabhängige Quellen 23 Kapitel 1 Zusammenfassung 27 Kapitel 1 Wiederholungs-Quiz 28 Kapitel 1 Aufgaben 29 2i Einfache ohmsche Schaltungen und Subcircuits Ohmsches Gesetz Kirchhoffsche Gesetze Serielle Subcircuits Parallele Subcircuits SPICE Grundlegende Axiome der Schaltungstheorie 71 Kapitel 2 Zusammenfassung 73 Kapitel 2 Wiederholungs-Quiz 73 Kapitel 2 Aufgaben 74 3 Schaltungsanalyse unter Verwendung von Subcircuits Quellen-Transformation Linearität und Superposition Ersatzspannungs- und Ersatzstromquellen Praktische Quellen und Anpassung 99
3 3.5 Quellen-Transportierung Quellen-Substitution SPICE: Ersatzspannungsquellen 109 Kapitel 3 Zusammenfassung 111 Kapitel 3 Wiederholungs-Quiz 112 Kapitel 3 Aufgaben Knoten- und Maschenanalyse Knotenanalyse von Schaltungen ohne Spannungsquellen Knotenanalyse von Schaltungen mit Spannungsquellen Maschenanalyse von Schaltungen ohne Stromquellen Maschenanalyse von Schaltungen mit Stromquellen Knoten-und Maschenanalyse mittels Prüfung SPICE: Empfindlichkeit und Subcircuits 161 Kapitel 4 Zusammenfassung 169 Kapitel 4 Wiederholungs-Quiz 171 Kapitel 4 Aufgaben Aktive Schaltungen Abhängige Quellen Aktive Subcircuits Knoten- und Maschenanalyse von Schaltungen mit abhängigen Quellen Der Operationsverstärker: Grundlegende Konzepte und Subcircuits Praktische Aspekte von Operationsverstärker-Schaltungen: Rückkopplung und Stabilität Knoten- und Maschenanalyse von Schaltungen mit Operationsverstärkern Dioden, Transistoren und Bauelementmodelle SPICE: Aktive Schaltungen 249 Kapitel 5 Zusammenfassung 259 Kapitel 5 Wiederholungs-Quiz 260 Kapitel 5 Aufgaben 261 TEIL II ANALYSE IM ZEITBEREICH Energiespeicherelemente Kurvenformeigenschaften von ohmschen Schaltungen Der Kondensator: Ein Energiespeicherelement Die Spule: Ein weiteres Energiespeicherelement Der stationäre Zustand bei Gleichstrombetrieb Anfangsbedingungen und Netzwerke mit Schaltern Impulsformen Aktive Energiespeicherschaltungen Kompatible Einheitensysteme 322 Kapitel 6 Zusammenfassung 328
4 Kapitel 6 Wiederholungs-Quiz 329 Kapitel 6 Aufgaben Zeitverhalten von Schaltungen erster Ordnung Antwort eines Tiefpasses erster Ordnung Antwort eines Hochpasses erster Ordnung Allgemeine Antwort einer Schaltung erster Ordnung Simulationsdiagramme Aktive Schaltungen erster Ordnung Praktische Schaltungsmodelle für passive Elemente Analyse von Ersatzschaltungen für einzelne Energiespeicher-Schaltungen mit Gleichspannungsquellen und Schaltern SPICE: Transienten-Analyse 409 Kapitel 7 Zusammenfassung 418 Kapitel 7 Wiederholungs-Quiz 419 Kapitel 7 Aufgaben Komplexe Signale und Systeme Komplexe Zahlen und Signale Rechtwinklige und Polarkoordinaten-Systeme Komplexe Signale und Systeme Sinuskurven, komplexe Exponentialkurven und Zeiger SPICE: Komplexe Signale und Schaltungen - Ein Operationsverstärker-Beispiel Reelle und komplexe Zahlen und die Realität 453 Kapitel 8 Zusammenfassung 455 Kapitel 8 Wiederholungs-Quiz 456 Kapitel 8 Aufgaben 456 i) Zeitverhalten von Schaltungen höherer Ordnung Lösung von Schaltungen und Differentialgleichungen höherer Ordnung Eigenschaften von Schaltungen und Systemen zweiter Ordnung: Dämpfung Partialbruchzerlegung: Einfache Wurzeln Partialbruchzerlegung: Mehrfache Wurzeln Konjugiert komplexe Wurzeln Eine algebraische Schaltungsanalyse-Methode Mehrfache Quellen und Anfangsbedingungen SPICE: System-Simulation (Verhaltensmodellierung) 518 Kapitel 9 Zusammenfassung 524 Kapitel 9 Wiederholungs-Quiz 525
5 Kapitel 9 Aufgaben Stabilität und erzwungene Antwort Systemfunktionen und Pol-Nullstellen-Diagramme Stabilität Erzwungene und stationäre Antwort Skalierung Stabilität und Transienten-Analyse von aktiven Schaltungen 563 Kapitel 10 Zusammenfasssung 577 Kapitel 10 Wiederholungs-Quiz 578 Kapitel 10 Aufgaben 579 TEIL III ANALYSE IN DER FREQUENZEBENE Zeiger-Analyse von Wechselstrom-Schaltungen Die Zeiger-Ersatzschaltung Methoden der Wechselstrom-Schaltungsanalyse Durchschnittsleistung im sinusförmigen Stationärzustand Komplexe Leistung SPICE-Analyse von Schaltungen im Wechselstrom-Stationärzustand 641 Kapitel 11 Zusammenfassung 645 Kapitel 11 Wiederholungs-Quiz 647 Kapitel 11 Aufgaben 648 Frequenzverhalten und Filterung Betrachtung in der Frequenzebene Die Definition und Verwendung des Frequenzverhaltens Die abgestimmte Parallelschaltung Antwort im Zeitbereich für die abgestimmte Parallelschaltung Die abgestimmte Serienschaltung und passive Filter zweiter Ordnung Bode-Diagramme Frequenzverhalten von aktiven Schaltungen SPICE: Frequenzverhalten 730 Kapitel 12 Zusammenfassung 735 Kapitel 12 Wiederholungs- Quiz 736 Kapitel 12 Aufgaben Schaltungsanalyse mit der Laplace-Transformation Die Laplace-Transformation: Historische Perspektive Definition und grundlegende Eigenschaften Verallgemeinerte Funktionen und ihre Transformierten 764
6 13.3 Die Eigenschaft der Zeitdifferentiation Die Partialbruchzerlegung Lösung von Differentialgleichungen mit der Laplace-Transformation Laplace-Transformationsanalyse linearer zeitinvarianter Schaltungen Geschaltete Netzwerke mit Gleichstromquellen Operatoren, Laplace-Transformierte und Faltung 858 Kapitel 13 Zusammenfassung 866 Kapitel 13 Wiederholungs-Quiz 867 Kapitel 13 Aufgaben Die Fourier-Transformation Die Fourier-Transformation Die inverse Fourier-Transformation Spektrumsanalyse Eigenschaften der Fourier-Transformation Fourier-Reihen Negative Frequenz und die Hubert-Transformation 940 Kapitel 14 Zusammenfassung 945 Kapitel 14 Wiederholungs-Quiz 946 Kapitel 14 Aufgaben 947 TEIL IV AUSGEWÄHLTE THEMEN Zweitor-Subcircuits Einführung Die Impedanz-Parameter Die Admittanz-Parameter Die Übertragungs-oder Ketten-Parameter Hybrid-Parameter Analyse von Rückkopplungsschaltungen Zweitore mit internen Quellen: Thevenin- und Norton-Ersatzschaltungen 1036 Kapitel 75 Zusammenfassung 1042 Kapitel 15 Wiederholungs-Quiz 1043 Kapitel 15 Aufgaben 1044 IG Der Transformator Gegeninduktivität Transformator-Ersatzschaltungen Analyse von Schaltungen mit Transformatoren Energiebetrachtungen und der ideale Transformator SPICE: Gegeninduktivität 1096 Kapitel 16 Zusammenfassung 1102 Kapitel 16 Wiederholungs-Quiz 1102 Kapitel 16 Aufgaben 1104
7 Anhang 1111 Anhang A Lineare Algebra, Determinanten und Matrizen 1112 Anhang B Das Tellegensche Theorem 1138 AnhangC Partielle Integration (Tabellen-Methode) 1142 Anhang D Verallgemeinerte Funktionen 1145 Anhang E Lösungen für ungeradzahlige Kapitel-Aufgaben 1171 Anhang F Inhalt der Buch-CD 1192 Stichwortverzeichnis 1195
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