Андреев В. С. Теория нелинейных электрических цепей: Учебное пособие для вузов

Допущено Министерством связи СССР

в качестве учебного пособия

для студентов электротехнических институтов связи

МОСКВА «РАДИО И СВЯЗЬ» 1982

Рассматриваются физические процессы в нелинейных и параметрических цепях, их общие особенности, основные математические методы, применяемые при расчете таких целей. Большое внимание уделено теории автогенераторов, машинным методам анализа нелинейных цепей, особенностям и характеристикам функциональных преобразователей ситна (модуляторов, детекторов, умножителей частоты, усилителей, устройств синхронизации и ФАПЧ и др.), передаваемых по системам связи, характеристикам этих сигналов.

Для студентов вузов связи, обучающихся по специальностям: Радиосвязь и радиовещание», «Многоканальная электросвязь» и «Автоматическая электросвязь».

Андреев В. С. Теория нелинейных электрических цепей: Учебное пособие для вузов. — М.: Радио и связь, 1982 — 280 с.

Содержание учебного пособия
Теория нелинейных электрических цепей

Предисловие
Введение
В.1. Общие сведения о системах связи и сигналах
Б.2. Классификация электрических цепей
В.З. Функциональная схема системы связи. Задача курса

Глава 1. Модулированные колебания
1.1. Общие соотношения
1.2. Амплитудно-модулированные колебания
1.3. Колебания при угловой модуляции
1.4. Спектры колебаний при угловой модуляции
1.5. Биения. Двухполосные и однополосные колебания без несущей
1.6. Колебания при импульсной модуляции

Глава 2. Нелинейные элементы и их характеристики
2.1. Нелинейные резистивные элементы
2.2. Аппроксимация вольт-амперных характеристик
2.3. Параметры нелинейных резистивных элементов
2.4. Нелинейные инерционные элементы
2.5. Нелинейные реактивные элементы
2.6. Использование нелинейных элементов в качестве параметрических

Глава 3. Преобразование сигналов и спектров
3.1. Соединение нелинейных и линейных элементов. Ограничение и стабилизация
3.2. Методы спектрального анализа колебаний в нелинейных цепях
Постановка задачи
Метод, основанный на использовании тригонометрических формул кратного аргумента
Метод угла отсечки
Метод, основанный на использовании формул трех и пяти ординат
Метод, основанный на использовании функций Бесселя от мнимого аргумента
3.3. Выделения полезных компонент спектра. Нелинейные искажения
3.4. Умножение частоты
3.5. Нелинейное усиление
3.6. Преобразование частоты
3.7. Модуляция
Амплитудная модуляция
Балансная и однополосная модуляция
Частотная модуляция
Фазовая модуляция
Импульсная модуляция
3.8. Детектирование
Общие сведения
Детектирование AM колебаний в нелинейных цепях
Синхронное детектирование AM колебаний
Детектирование двухполосных и однополосных сигналов
Детектирование ФМ колебаний
Детектирование ЧМ колебаний
3.9. Взаимодействие нескольких сигналов в нелинейных цепях
Подавление слабого сигнала сильным
Перекрестные искажения
Интермодуляция
Амплитудно-фазовая конверсия

Глава 4. Автоколебательные системы
4.1. Автоколебания. Общие сведения
4.2. Теория устойчивости
Постановка вопроса
Дифференциальное уравнение генератора. Условия самовозбуждения
Критерии устойчивости
Критерий Рауса-Гурвица
Критерий Михайлова
Критерий Найквиста
Устойчивость состояний равновесия по Ляпунову
Прямой метод Ляпунова
4.3. Краткая характеристика методов анализа нелинейных автоколебательных систем
4.4. Квазилинейный метод
Стационарный режим автогенератора
Связь условий баланса амплитуд и баланса мощностей
Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения колебаний
Влияние высших гармоник
Стабильность частоты автогенератора
4.5. Метод медленно меняющихся амплитуд
Укороченные уравнения
Стационарный режим
Установление колебаний в генераторе
4.6. Метод фазовой плоскости
Фазовая плоскость, фазовые траектории
Фазовые портреты колебаний генераторов
4.7. Генераторы на двухполюсниках с отрицательным сопротивлением
Применение квазилинейного метода
Анализ устойчивости
4.8. Особенности генераторов синусоидальных колебаний различного типа
Трехточечные схемы генераторов
С-генераторы
Многоконтурные генераторы. Затягивание частоты
Особенности транзисторных автогенераторов
4.9. Генерирование несинусоидальных колебаний
Общие сведения
Мультивибраторы
Триггеры

Глава 5. Нелинейные избирательные системы под внешним воздействием
5.1. Особенности неавтономных нелинейных систем
5.2. Резонанс в нелинейном контуре
5.3. Регенерация
5.4. Применение метода медленно меняющихся амплитуд к анализу неавтономных систем
5.5. Синхронизация колебаний генератора
5.6. Деление частоты
Деление частоты путем синхронизации на субгармонике
Регенеративное деление частоты
5.7. Фазовая автоподстройка частоты

Глава 6. Параметрическое возбуждение и усиление колебаний
6.1. Особенности параметрических явлений
6.2. Энергетические соотношения в параметрическом контуре. Условия самовозбуждения
6.3. Параметрическое возбуждение колебаний. Уравнение Матье
6.4. Стационарный режим параметрического генератора
6.5. Одноконтурный параметрический усилитель
6.6. Частотно-энергетические уравнения Мэнли и Роу
6.7. Некоторые соотношения для двухконтурного параметрического усилителя регенеративного типа
6.8. Параметрическое умножение и деление частоты
Параметрическое умножение частоты
Параметрическое деление частоты

Глава 7. Машинный анализ нелинейных цепей
7.1. Общие сведения
7.2. Уравнения нелинейных цепей, используемых в машинном анализе
7.3. Различия в машинном исследовании отдельных классов нелинейных цепей. Априорная информация
7.4. Расчет динамических режимов интегрированием дифференциальных уравнений цепи
7.5. Расчет на ЭВМ стационарных режимов в неавтоколебателных и автоколебательных нелинейных цепях
7.6. Пример машинного исследования нелинейной цепи

Приложение 1. Тригонометрическне формулы, используемые ПРИ гармоническом анализе колебаний
Приложение 2. Некоторые матрнчно-векторные соотношения
Список литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие написано в соответствии с программой курса «Теория нелинейных электрических цепей» и с учетом опыта его преподавания в Московском электротехническом институте связи.

Главное внимание в книге в соответствии с названием курса уделено изучению особенностей нелинейных и (параметрических цепей и наиболее распространенных теоретических методов, используемых при их анализе и расчетах. Эти методы применяются для установления основных характеристик разнообразных нелинейных и параметрических устройств, используемых в приемопе­редающих трактах аппаратуры связи и радиотехнических уст­ройств для генерирования колебаний, усиления сигналов, преобразования, умножения и деления частоты, модуляции, детектирования и т. л. Значительное внимание уделено методам анализа автоколебательных устройств (в том числе неавтономных), вклю­чая определение условий самовозбуждения, стационарных режи­мов и их устойчивости, процессу установления .колебаний.

По сравнению с первым изданием 1972 г. книга полностью переработана. Введены новые главы: модулированные колебания (гл. 1) и машинный анализ нелинейных цепей (гл. 7). Рассматри­ваются такие важные для современных "систем связи вопросы, как взаимодействие нескольких сигналов в нелинейных цепях, форми­рование и детектирование двух- и однополюсных сигналов без не­сущей, затягивание частоты в многоконтурных генераторах, фазовая автоподстройка частоты и др. Расширено изложение теории устойчивости нелинейных цепей, синхронизации генераторов, диодных умножителей частоты, в более общей форме рассматриваются автогенераторы, в том числе на .приборах с отрицательным сопротивлением, и т. п.

Материал, посвященный машинному анализу нелинейных цепей (гл. 7), впервые излагается в курсе ТНЭЦ. Его изучение (Предпо­лагает знакомство студентов с курсом «Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах». Этот раздел по просьбе автора написан доцентом канд. техн. наук Й. X. Риокиным.

При подготовке данного издания были учтены рекомендации и замечания, высказанные по первому изданию книги академиком АН СССР Ю. Б. Кобзаревым, профессором В. В. Шахгалыдяном, доцентом Л. А. Чиневковым. Автор также признателен рецензентам -профессору Л. М. Финку, профессору Г. С. Рамму, доценту К. Н. Щелкунову, доценту В. Ф. Кушниру, доценту Л. М. Коломийчуку, ответственному редактору профессору Ю. Л. Хотунцеву за замечания и рекомендации, которые способствовали устранению ряда недостатков рукописи и введению в нее некоторых новых вопросов.

Автор

Скачать пособие Андреев В. С. Теория нелинейных электрических цепей. Москва, Издательство Радио и связь, 1982