Основы теории цепей

Оглавление

Предисловие

Введение

1. Основные понятия и законы теории электрических цепей
1.1. Токи и напряжения в электрических цепях
1.2. Закон Ома для участка цепи
1.3. Воздействие и реакция. Линейные и нелинейные электрические цепи
1.4. Линейные пассивные элементы электрических цепей
1.5. Независимые источники напряжения и тока
1.6. Зависимые источники напряжения и тока
1.7. Модель и схема электрической цепи
1.8. Типовые элементы электрической цепи
1.9. Нелинейные электрические цепи
1.10. Двухполюсные нелинейные элементы и их статические характеристики
1.11. Нелинейные зависимые источники
1.12. Двухполюсные и многополюсные линейные нелинейные электрические цепи
1.13. Основные понятия топологии электрических цепей
1.14. Законы Кирхгофа для мгновенных величин
1.15. Теорема замещения
1.16. Теорема Теллегена
1.17. Понятие о дуальности электрических цепей
Вопросы для самопроверки

2. Анализ линейных резистивных цепей
2.1. Резистивные электрические цепи
2.2. Параллельные и последовательные резистивные цепи
2.3. Расчет токов и напряжений в параллельно-последовательных резистивных электрических цепях
2.4. Обобщенный закон Ома
2.5. Методу равнений Кирхгофа
2.6. Методк онтурных токов
2.7. Метод узловых потенциалов
2.8. Теорема взаимности
2.9. Теорема об эквивалентном генераторе
2.9.1. Метод эквивалентного источника ЭДС
2.9.2. Метод эквивалентного источника тока
2.10. Метод наложения
2.11. Баланс мощностей
2.12. Режим постоянного тока в электрических цепях
2.13. Особенности колебаний в линейных резистивных электрических цепях
2.14. Некоторые применения линейных резистивных электрических цепей
2.15. Операционный усилитель
Вопросы для самопроверки

3. Анализ нелинейных резистивных электрических цепей
3.1. Однозначные и многозначные статические характеристики нелинейных резистивных двухполюсников
3.2. Управляемые нелинейные элементы
3.3. Анализ электрической цепи с одним нелинейным двухполюсником в режиме постоянного тока
3.4. Нахождение рабочей точки
3.5. Статические и дифференциальные параметры
3.6. Понятие об отрицательном сопротивлении
3.7. Соединения нелинейных двухполюсников
3.7.1. Параллельное соединение двухполюсников
3.7.2. Последовательное соединение нелинейных двухполюсников
3.8. Особенности колебаний в нелинейных электрических резистивных цепях
3.9. Понятие о нелинейных искажениях
3.10. Режим малых колебаний в нелинейных электрических цепях
Вопросы для самопроверки

4. Режим гармонических колебаний в линейных электрических цепях
4.1. Режим установившихся колебаний в электрических цепях
4.2. Гармонические напряжения и токи в электрических цепях
4.3. Параметры гармонических колебаний
4.4. Разность фаз колебаний
4.5. Мгновенная и средняя мощности гармонических колебаний
4.6. Гармонические колебания в пассивных элементах электрических цепей
4.7. Комплексная амплитуда гармонического колебания
4.7.1. Комплексные числа
4.7.2. Векторная интерпретация комплексных чисел
4.7.3. Тригонометрическая и матричная формы комплексных чисел
4.7.4. Показательная форма комплексных чисел
4.7.5. Комплексные действующие значения
4.8. Законы Кирхгофа для комплексных действующих значений
4.9. Комплексное сопротивление и проводимость двухполюсников
4.10. Гармонические колебания в простейших электрических цепях
4.11. Расчет мощности (средняя, реактивная и полная мощность)
4.12. Анализ гармонических колебаний в цепях с индуктивными связями
4.13. Генераторы гармонических колебаний
4.14. Сопряженная и согласованная нагрузки генератора гармонических колебаний
Вопросы для самопроверки

5. Частотные характеристики электрических цепей
5.1. Частотные характеристики цепей с одним элементом
5.2. Частотные (резонансные) характеристики последовательного пассивного колебательного контура
5.3. Основные параметры пассивного последовательного колебательного контура
5.4. Выражения для резонансных кривых и параметров последовательного пассивного колебательного контура
5.5. Расстройки. Полоса пропускания контура
5.6. Резонанс токов в параллельном колебательном пассивном контуре и его основные параметры
5.7. Общие выражения для комплексных передаточных функций, амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик
5.8. Электронные аналоги колебательных контуров
5.9. Логарифмические частотные характеристики
5.10. Функции чувствительности частотных характеристик электрических цепей
Вопросы для самопроверки

6. Переходные процессы в электрических цепях
6.1. Классический метод анализа
6.1.1. Установившиеся переходные и нестационарные колебания в электрических цепях
6.1.2. Законы коммутации
6.1.3. Переходные колебания в линейных электрических цепях с одним реактивным элементом при типовых воздействиях
6.1.4. Короткое замыкание RC-цепи
6.1.5. Переходные колебания в колебательных контурах
6.1.6. Уравнения переменных состояний и методы их формирования
6.1.7. Численные методы расчета переходных колебаний в электрических цепях
6.2. Операторный метод анализа
6.2.1. Преобразование Лапласа, его свойства и основные теоремы операционного исчисления
6.2.2. L-изображения колебаний
6.2.3. Операторные сопротивления
6.2.4. Законы Ома и Кирхгофа для L-изображений колебаний
6.2.5. Методика анализа переходных процессов в линейных электрических цепях операторным методом
6.2.6. Операторная передаточная функция и ее связь c комплексной передаточной функцией
6.2.7. Нули и полюсы операторной передаточной функции
6.2.8. Устойчивые и неустойчивые электрические цепи
6.2.9. Полиномы Гурвица
6.2.10. Обобщенная передаточная функция
6.2.11. Вычисление обратного преобразования Лапласа на ЭВМ
6.3. Временной методанализа
6.3.1. Импульсные воздействия на электрические цепи
6.3.2. Единичная импульсная функция
6.3.3. Колебания в электрических цепях при импульсных воздействиях
6.3.4. Интеграл наложения
6.3.5. Переходные характеристики электрических цепей
6.3.6. Связь импульсной и переходной характеристик с операторной передаточной функцией цепи
6.3.7. Общие выводы по различным методам анализа переходных процессов
Вопросы для самопроверки

7. Частотный метод анализа колебаний в линейных электрических цепях
7.1. Анализ частотного состава колебаний
7.2. Ряд Фурье
7.3. Спектры амплитуд и фаз периодического колебания
7.4. Интеграл Фурье
7.5. Спектральная плотность непериодического колебания
7.6. Распределение мощности по частоте
7.7. Одностороннее преобразование Фурье и его применение для анализа переходных колебаний в электрических цепях
7.8. Связь между частотными и временными характеристиками
7.9. Условия безыскаженной передачи сигналов через электрическую цепь
Вопросы для самопроверки

8. Нелинейные цепи при гармонических воздействиях
8.1. Методы аппроксимации характеристик нелинейных элементов
8.1.1. Степенная аппроксимация01
8.1.2. Кусочно-линейная аппроксимация
8.2. Методы расчета нелинейных электрических цепей с одним источником гармонического воздействия
8.2.1. Резонансное нелинейное усиление
8.2.2. Умножение частоты
8.2.3. Ограничение амплитуд
8.2.4. Ограничение мгновенных значений
8.2.5. Выпрямители
Вопросы для самопроверки
9. Цепи с обратной связью. Устойчивость. Автоколебательные цепи
9.1. Цепи с обратной связью
9.2. Понятия о критерии устойчивости
9.3. Баланс амплитуди баланс фаз
9.4. Самовозбуждение колебаний
9.5. Физические процессы в автоколебательных цепях
9.6. Автогенераторы с внешней обратной связью
9.6.1. Генераторы с обратной LC-связью
9.6.2. RC-генератор
9.7. Дифференциальное уравнение автогенератора
9.8. Автогенераторы прямоугольных импульсов
Вопросы для самопроверки

10. Основы теории четырехполюсников
10.1. Четырехполюсники и их классификация
10.2. Уравнение передачи четырехполюсников
10.2.1. Параметры четырехполюсников и их взаимозависимости
10.3. Параметры четырехполюсников простейших структур
10.3.1. Одноэлементный параллельный четырехполюсник
10.3.2. Одноэлементный последовательный четырехполюсник
10.3.3. Г-образный четырехполюсник
10.4. Каскадное соединение четырехполюсников
10.5. Внешние характеристики четырехполюсников
10.5.1. Входное сопротивление четырехполюсника
10.5.2. Выходное сопротивление четырехполюсника
10.5.3. Передаточные функции четырехполюсника для различных режимов включения
10.6. Характеристические параметры четырехполюсника
10.6.1. Характеристические сопротивления
10.6.2. Характеристическая постоянная передачи и рабочее ослабление
10.7. Согласованное включение четырехполюсника
10.8. Эквивалентные схемы четырехполюсника
10.9. Активные четырехполюсники с обратной связью. E- и D-элементы
10.9.1. Конвертор отрицательных сопротивлений
10.9.2. D-элемент
10.9.3. E-элемент
Вопросы для самопроверки

11. Цепи с распределенными параметрами
11.1. Длинные линии
11.2. Первичные параметры
11.3. Телеграфные уравнения и их общее решение для режима гармонических колебаний
11.4. Падающие и отраженные волны в длинных линиях
11.5. Волновые (вторичные) параметры длинной линии
11.6. Уравнения передачи длинной линии
S-параметры
11.7. Режим согласованной нагрузки
11.8. Линия без искажений
11.9. Линии с пренебрежимо малыми потерями
11.10. Режим работы линии без потерь
11.11. Коэффициент бегущей волны
11.12. Использование отрезков линий в качестве элементов селективных цепей СВЧ-техники
11.13. Четвертьволновый трансформатор
11.14. Автоколебательные цепи с распределенными параметрами
Вопросы для самопроверки

12. Аналоговые и частотные фильтры
12.1. Назначение и классификация электрических фильтров
12.2. Фильтры нижних частот с характеристиками Батерворта, Чебышева и Золотарева
12.3. Синтез двухсторонне нагруженного ФНЧ
12.4. Переходот фильтров НЧ-прототипов к фильтрам ВЧ и ПФ
12.4.1. Синтез ФВЧ
12.4.2. Синтез ПФ
12.4.3. Синтез РФ
12.5. Активные фильтры
12.6. Понятие о ПАВ-фильтрах
12.7. Цепи на переключаемых конденсаторах
Вопросы для самопроверки
13. Корректирующие цепи
13.1. Искажения формы сигналов
13.2. Корректирующие четырехполюсные цепи
13.3. Пассивные амплитудные и фазовые корректоры
Вопросы для самопроверки

14. Цифровые фильтры
14.1. Дискретизация сигналов
14.2. Теорема Котельникова
14.3. Дискретная обработка сигналов
14.4. Теорема свертывания для дискретных сигналов
14.5. Применение Z-преобразования для расчета цифрового фильтра
14.6. Трансверсальный цифровой фильтр
14.7. Рекурсивный цифровой фильтр
14.8. Частотные и временные характеристики цифровых фильтров
Вопросы для самопроверки

Заключение

Литература