Netzwerke, Signale und Systeme

1 Einleitung.- 1.1 Vorbemerkung.- 1.2 Physikalische Größen.- 1.3 Literaturverzeichnis.- 2 Analyse linearer Widerstandsnetzwerke.- 2.1 Elemente.- 2.1.1 Quellen.- 2.1.2 Lineare Widerstände.- 2.2 Struktur von Netzwerken.- 2.3 Die Kirchhoffschen Gesetze.- 2.3.1 Knoten- und Maschenregel.- 2.3.2 Definition von Zweipolen und Vierpolen.- 2.3.3 Spannungs- und Stromquellen.- 2.3.4 Spezielle Verfahren zur Netzwerkanalyse.- 2.4 Die Leistung.- 2.5 Allgemeine Verfahren zur Analyse von Widerstandsnetzwerken.- 2.5.1 Maschenanalyse.- 2.5.2 Knotenanalyse.- 2.5.3 Eine topologische Methode zur Netzwerkanalyse.- 2.6 Messung von Gleichgrößen und ohmschen Widerständen.- 2.6.1 Allgemeines.- 2.6.2 Strommessung.- 2.6.3 Spannungsmessung.- 2.6.4 Widerstandsmessung.- 2.7 Literaturverzeichnis.- 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 Netzumwandlung.- 3.2.5 Weitere Beispiele zur Schaltungsanalyse.- 3.2.5.1 Brückenschaltung.- 3.2.5.2 Sparbrückenschaltung.- 3.2.5.3 Schaltungen mit gesteuerten Quellen.- 3.2.5.4 Schaltungen mit Operationsverstärkern.- 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.- 3.4.5 Einschaltung eines Drehstromgenerators an ein starres Netz.- 3.5 Literaturverzeichnis.- 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 Beschreibung durch Streuparameter.- 4.7 Ersatzschaltungen.- 4.8 Literaturverzeichnis.- 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 Mindestphasensysteme 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.- 5.5.3 Beispiele.- 5.5.4 Die gebrochen lineare Abbildung.- 5.6 Stabilität.- 5.6.1 Vorbemerkung.- 5.6.2 Eigenschaften von Hurwitz-Polynomen.- 5.6.3 Algebraische Stabilitätstests.- 5.6.4 Abschließende Bemerkungen.- 5.7 Beziehungen zwischen den Komponenten einer Übertragungsfunktion.- 5.7.1 Bestimmung von H(s) aus Re{H(jw)} oder Im{H(jw)}.- 5.7.2 Bestimmung von H(s) aus ?H(JW)?.- 5.8 Literaturverzeichnis.- 6 Einschwingvorgänge.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Übergangsverhalten bei einfachen Netzwerken.- 6.2.1 Entladevorgang bei einem 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 Zustandsgieichung 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.- 6.6 Simulation von Netzwerken am Analogrechner.- 6.7 Literaturverzeichnis.- 7 Anhang.- 7.1 Einheiten und Formelzeichen.- 7.1.1 Grundeinheiten.- 7.1.2 Abgeleitete Einheiten.- 7.1.3 Bezeichnungen der dezimalen Vielfachen und Bruchteile von Einheiten.- 7.2 Passive Bauelemente.- 7.2.1 Widerstände.- 7.2.2 Kondensatoren.- 7.2.2.1 Elektrisches Feld.- 7.2.2.2 Kapazität.- 7.2.2.3 Praktische Ausführung.- 7.2.3 Spulen.- 7.2.3.1 Magnetisches Feld.- 7.2.3.2 Induktivität.- 7.2.3.3 Praktische Ausführung.- 7.2.4 Übertrager.- 7.2.4.1 Gekoppelte Spulen.- 7.2.4.2 Spezielle Fälle.- 7.2.4.3 Ersatzschaltungen.- 7.2.4.4 Praktische Ausführung.- 7.3 Aktive Bauelemente.- 7.3.1 Bipolartransistoren.- 7.3.1.1 Gleichstromverhalten und Kennlinienfelder.- 7.3.1.2 Kleinsignalverhalten, Ersatzschaltbilder.- 7.3.2 Feldeffekttransistoren.- 7.4 Formelsammlung.- 7.4.1 Komplexe Rechnung.- 7.4.2 Potenzreihenentwicklung.- 7.4.3 Näherungsformeln.- 7.4.4 Trigonometrische Funktionen.- 7.4.5 Hyperbelfunktionen.- 7.5 Fourierreihen.- 7.6 Berechnung der Übergangsmatrix.- 7.7 Laplace-Transformation.- 7.7.1 Definition und Eigenschaften.- 7.7.2 Die Rücktransformation.- 7.7.3 Sätze der Laplace-Transformation.- 7.7.4 Die Impulsfunktion und ihre Laplace-Transformierte.- 7.8 Literaturverzeichnis.- Namen- und Sachverzeichnis.