Проектирование активных схем ведется с учетом критериев устойчивости. В книге много практических примеров, иллюстрирующих применение современных методов анализа.
Книга является учебным пособием для студентов электро-и радиофакультетов. Кроме того, она может служить руководством для аспирантов и научно-технических работников, специализирующихся в области электроники, радиотехники и связи.
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
Монография Ортюзи, состоящая из двух томов, посвящена математическим методам исследования линейных электрических цепей, которые наряду с пассивными элементами содержат и активные элементы (электронные лампы и транзисторы). В первом томе рассматриваются вопросы анализа электрических цепей, во втором — вопросы синтеза цепей. Материал рассчитан на читателя, имеющего математическую подготовку в объеме известной книги А. Анго «Математика для электро- и радиоинженеров», изд-во «Наука», 1964.
Изложение материала первого тома базируется на трех основных положениях:
1. Нормирование величин, описывающих свойства цепей, с целью унификации расчетов и упрощения выкладок.
2. Равноправное применение понятия «мощность» наряду с понятиями «напряжение» и «ток». Соответственно вводится понятие, «идеальный источник мощности» в дополнение к понятиям «идеальный источник напряжения» и «идеальный источник тока».
3. Автоматизация расчетов, достигаемая операторной трактовкой свойств jtenefl и широким применением матричной алгебры (в основном обращения квадратных матриц).
Первые пять глав готовят читателя к освоению современных методов анализа линейных электрических схем. В них формулируются теоремы, даны векторные диаграммы и преобразования на комплексной плоскости, рассматриваются схемы замещения электронной лампы и транзистора при различных способах их включения, приводится методика .анализа схем с учетом критериев устойчивости.
В шестой и седьмой главах вводится волновая матрица рассеяния, с помощью которой автор впервые в литературе проводит анализ схем на транзисторах h на электронных лампах. Наряду с волновой матрицей рассеяния используются классические матрицы многополюсников и четырехполюсников. Значительный интерес представляют матрицы и схемы замещения для каждого из трех диапазонов частот: низких, средних и высоких.
В восьмой главе удачно сочетаются графические и аналитические методы анализа четырехполюсников. Показана связь характеристических, параметров и передаточных функций с элементами волновых и классических матриц. Девятая глава посвящена анализу важных для практики идеальных четырехполюсников: фазовращателя, гиратора я идеального трансформатора.
Методологическим достоинством книги является рассмотрение автором с общих позиций двух областей теории линейных электрических схем — пассивных и активных' цепей. При этом
ОГЛАВЛЕНИЕ
ъ
Предисловие редактора........................ 5
Глава 1. ЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ.................... 7
1. Выбор единиц измерения.................... 7
1.1. Единицы системы МКСА.................. 7
1.2. Практические единицы................... 7
1.3. Единицы нормирования................... 8
2. Передаточная функция......................13
2.1. Линейные режимы.....................13
2.2. Определение передаточной функции.............14
2.3. Математические свойства передаточной функции.......16
3. Источники возбуждения.....................20
3.1. Три липа источников....................'20
3.2. Различные применения источников возбуждения.......22
3.3. Примеры s-цепей......................26
4. Полное сопротивление и полная проводимость..........34
4.1. Полные, сопротивления и полные проводимости пассивных элементов.............................34
4.2. Полные сопротивления и полные проводимости связи пассивных элементов.........................34
4.3. Эквивалентные полные сопротивления и полные приводимости ламп и транзисторов...................'. . . . 35
5. Основные теоремы анализа электронных схем..........38
Глава 2. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛ ПРИ АНАЛИЗЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ......................... 43
1. Метод комплексных амплитуд..................43
1.1. Определение........................ 43
1.2. Входные сигналы...................... 44"
1.3. Выходной сигнал...................... 45
1.4. Фазовая задержка и время пробега (запаздывания) сигнала . 45
1.5. Примеры........................... 46
2. Диаграммы напряжение — ток..................49
2.1. Преобразование последовательной схемы в параллельную . . 51
2.2. Комплексная мощность...................52
2.3. Примеры..........>................53
3. Геометрические преобразования комплексных чисел.......61
3.1, Параллельный сдвиг.......*•-•...........61
3.2. Вращение............................. 61
3.3. Симметричное преобразование................ 61
3.4. Подобные преобразования.................. 63 (*"
3.5. Инверсия.......................... 64 ,
3.6. Томография и инволюция................... 69
4. Применение геометрических преобразований при анализе электронных схем............................ 77'V
4.1. Применение томографии..................• . 77
4.2. Применение инверсии при анализе электронных схем..... 81
Глава 3. ВЕКТОРНОЕ И МАТРИЧНОЕ ИСЧИСЛЕНИЯ........90-
1. Общие правила.........................90 •
1.1. Определение трех математических категорий......... 90
1.2. Линейные соотношения................... 91
1.3. Расстояние между точкой и началом координат....... 92
1.4. Определение квадратной матрицы m.............. 93
1.5. Произведение двух матриц..................95
1.6. Обращение матрицы..................... 96
2. Ортогональные матрицы..................... 99
3. Собственные значения и собственные направления........100
3.1. Определение........................100- *
3.2. Свойства собственных значений и собственных направлений 102
4. Примеры........................... . 104
4.1. Ортогональные матрицы второго ранга с действительными коэффициентами.....................,......104
4.2. Ортогональная матрица третьего ранга с действительными коэффициентами ........................109
5. Применение матричного исчисления............... 111
*
Глава 4. КЛАССИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА...........113
Введение.............................ИЗ!
1. Метод контурных токов . . . . ;................116
1.1. Определение вектора источника напряжений.........116
1.2. Определение вектора тока..................118
1.3» Определение матрицы полных сопротивлений ........ 118
1.4. Анализ методом контурных токов..............J2Q>
1.5. Проводимость передачи...................12*
1.6. Пример...........................123
2. Метод узловых напряжений..................• {26
2.1. Определение вектора источника тока.............}2»
2.2. Определение вектора источника напряжения........• {27
2.3. Определение матрицы проводимостей...........• }*^
2.4. Анализ методом узловых напряжений............j*J
2JS. Полное сопротивление передачи...............}*•
2.6. Преимущества метод* умовых напряжений.........»**
Глава 5. АКТИВНЫЕ ЦЕПИ.....................1М
1. Способы представления активных элементов...........133 .
1.1. Схема электронной лампы..................134
1.2. Схемы транзисторов.....................134
2. Дуальные цепи.........................141
2.1. Определения.............'...........141
2.2. Построение дуальных цепей.................143
2.3. Пример...........................143
-3. Устойчивость цепей...................... . 145
3.1. Характеристическое уравнение................145
3.2. Полиномы Гурвица.....................147
3.3. Анализ генераторов и мультивибраторов...........154
Глава 6. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА........... 168
1. Матрица рассеяния.......................168
1.1. Анализ методом полюсов (п плеч) ..............168
1.2. исследование двухполюсника. Коэффициент отражения .... 170
1.3. Исследование многополюсников...............178
2. Математические свойства матриц многополюсников . . . . . . .193
2.1. Устойчивые схемы.....................193
2.2 Пассивные цепи, подчиняющиеся принципу взаимности . . . .194 2.3. Пассивные цепи без потерь.................194
3. Применение метода полюсов с использованием матрицы рассеяния 195
3.1. Симметричные четырехполюсники без потерь......... 195
3.2. Асимметричные четырехполюсники без потерь........199
3.3. Шестиполюсник без потерь, согласованный на входе.....200
3.4. Гибридные соединения....................202
3.5. Изоляторы (вентили)....................203
3.6. Циркуляторы........................206
Глава 7. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ ... 208
1. Характеристические матрицы четырехполюсника.........208
1.1. Определение элементов матриц.....,......... 208
1.2. Экспериментальное определение элементов матриц......211
1.3. Определение элементов цепной и гибридной_матриц ..... 213
1.4. Связь между элементами матриц z~, yl /Ги а~.........214
1.5. Связь между определителями матриц . . ...........215
2. Определение матриц низкочастотных транзисторов........215
2.1. Схема с общей базой................... . 215
2.2. Схема с общим эмиттером..........•......219
2.3. Схема с общим коллектором...............• 222
3. Матрицы транзисторов на средних частотах...........223
3.1. Схема с общей базой....................223
% 3.2. Схема с общим эмиттером.................225
3.3. Схема с общим коллектором.................227
3.4. Схемы транзисторов на высоких частотах..........227
Я К. Опоелеление физических параметров.............228
4. Определение характеристических матриц.......... 232
4.1. Матрица рассеяния _._ . ._.............. „яо
4.2. Определение матриц!: и ~у путем анализа цепей методом ко'н-турных токов и узловых напряжений...........( 233
5. Виды соединений четырехполюсников............ 238
6. Эквивалентные Т- и П-образные схемы четырехполюсников . 240 6.1. Эквивалентный Т-образный четырехполюсник ... ' 240
'6.2. Эквивалентный П-образный четырехполюсник .....'.'. '.241
7. Представление усилителей в виде четырехполюсников ... 244
7.1. Определение коэффициентов усиления, входных и выходных' сопротивлений ........................ 244
7.2. Уравнения четырехполюсника............' ' 245
7.3. Вычисление коэффициентов усиления по току и напря'жению 245
7.4. Общий случай. Усилитель мощности (Zg=?Q, Zg^
7.6. Определение входного и выходного сопротивлений .'.... 250
7.7. Примеры.......................... 251
Глава 8. ВОЛНОВАЯ ТЕОРИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ......261
1. Определения..........................261
1.1. Расчет характеристических сопротивлений..........262
1.2. Симметризация четырехполюсника.............. 264
1.3. Постоянные распространения................264
1.4. Теорема об устойчивых усилителях.............275
1.5. Коэффициент усиления по мощности и рабочий коэффициент усиления ..........................,. . 276
1.6. Определение параметров усилителя с помощью оптической теории . *............................281
1.7. Примеры. Расчет максимального рабочего коэффициента усиления электронных ламп и транзисторов на низких частотах . . . 282 ^
1.8. Постоянство характеристического сопротивления.......288
2. Представление входного и выходного полных сопротивлений . . . 285
2.1. Расчет нормированного входного полного сопротивления . . . 291 22. Классификация четырехполюсников.............292
2.3. Логарифмическая диаграмма...............• 296
2.4. Прямоугольная диаграмма.................. 300
2.5. Круговая диаграмма (диаграмма Вольперта — Смита) ..... 307
3. Коэффициенты усиления по напряжению и току в оптической теории ..............................• 3J4
3.1. Расчет в классической теории..............•• 314
3.2. Расчет в оптической теории.................325
Глава 9. ИССЛЕДОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ 339
1. Последовательные и параллельные полные сопротивления .... 33?г
1.1. Последовательное полное сопротивление...........*г*
1.2. Параллельное полное сопротивление............. ^
2. Согласующие устройства для полных сопротивлений.......?™> '<>
2.1. Исследование трансформаторов................^* ~
\ -
2.2. Реальный трансформатор без омических потерь и паразитных емкостей............................345
2.3. Схемы замещения трансформаторов.............346
2.4. Реальные трансформаторы ..................352
2.5. Полные сопротивления и проводимости, преобразованные' посредством трансформатора..................352
3. Идеальные четырехполюсники.................. 356
3.1. Обратимый фазовращатель со сдвигом фазы на я/2 (колебательный контур)................* ....... 358
3.2 Гиратор (необратимый)..................', 361
3.3. Идеальные четырехполюсники 2-го класса..........374
4. Геометрическое определение характеристик резонансных контуров
и слабо связанных цепей....................377
4.1. Резонансные контуры....................377
42. Слабо связанные цепи................... . 3-4
5. Согласованные корректирующие цепи..............392
5.1. Выбор единицы нормирования................393
5.2. Условия согласования корректирующих цепей........393
5.3. Различные типы корректирующих цепей...........334
5.4. Применение согласованных корректирующих цепей......397
Приложение........................... 400
Цена: 150руб.
