1 курс / ОТК 1 курс-20191213T204228Z-001 / ОТК / Л_тература по ОТК / otksp_STZI_press для диска
.pdfМІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
Присвячується 65-річчю кафедри основ радіотехніки Харківського національного університету радіоелектроніки
ОСНОВИ ТЕОРІЇ КІЛ, СИГНАЛІВ ТА ПРОЦЕСІВ В СИСТЕМАХ ТЕХНІЧНОГО ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ
Частина 1
Затверджено Міністерством освіти і науки, молоді та спорту України як підручник для студентів вищих навчальних закладів,
які навчаються за напрямом «Системи технічного захисту інформації»
НТМТ
Харків 2011
УДК 621. 3.011.1(07) ББК 31.211 О 75
Затверджено Міністерством освіти і науки, молоді та спорту України як підручник для студентів вищих навчальних закладів,
які навчаються за напрямом «Системи технічного захисту інформації»
( Лист від 13.10. 2011 р. №1/11-9554 )
Рецензенти:
Карпуков Л.М., проф. кафедри захисту інформації Запорізького національного технічного університету, доктор технічних наук, професор.
Чирков Д.В., заст. директора інституту захисту інформації Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій, кандидат технічних наук, доцент.
Основи теорії кіл, сигналів та процесів в cистемах технічного захисту інформації: підручник для студентів вищих навчальних закладів. Ч.1. / Ю.О. Коваль, І.О. Милютченко, А.М. Олейніков, В.М. Шокало та ін; за заг. редакцією В.М. Шокала. – Харків: НТМТ, 2011. – 544 с.
ISBN 978-617-578-078-7
У першій частині підручника розглянуто основнi поняття, елементи, закони і методи аналізу електричних кiл в усталеному режимі постійного та синусоїдного струмів; комплексні передатні функції, частотнi та часові характеристики електричних кiл; чотириполюсники і фільтри; аналіз перехідних процесів; кола з розподіленими параметрами, довгі лінії; основи синтезу кіл. Вміщено велику кількість ілюстрацій та прикладів розв’язання задач, запитання та завдання для самоперевірки і контролю засвоєння знань з кожної розглянутої теми, а також довідкову та історичну інформацію з основних розділів теорії кіл та сигналів.
Для студентів усіх форм навчання напряму «Системи технічного захисту інформації», а також студентів, які вивчають споріднені дисципліни за напрямами «Безпека інформаційних і комунікаційних систем», «Радіотехніка», «Телекомунікації» та «Радіоелектронні апарати».
УДК 621. 3.011.1(07) ББК 31.211
ISBN 978-617-578-078-7 |
Ю.О.Коваль, І.О. Милютченко, |
А.М. Олейніков, В.М.Шокало, 2011 |
Харківський національний університет радіоелектроніки, 2011
©НТМТ, 2011
ЗМІСТ
Передмова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Перелік скорочень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ, ЕЛЕМЕНТИ І ЗАКОНИ |
|
|
ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. 9 |
|
1.1 |
Визначення електричного кола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
10 |
1.2 |
Електричний струм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
11 |
1.3 |
Напруга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
13 |
1.4 |
Потужність і енергія . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
14 |
1.5 |
Пасивні елементи кола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
16 |
1.6 |
Активні елементи кола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
24 |
1.7 |
Схема електричного кола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
30 |
1.8 |
Основні закони теорії кіл . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
30 |
1.9 |
Класифікація кіл і режимів їх роботи. Задачі теорії кіл . . . . . . . . . . . . . . |
32 |
1.10 Запитання та завдання для самоперевірки і контролю |
|
|
|
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
34 |
2 МЕТОДИ АНАЛІЗУ КІЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1 Постановка задачі та огляд основних методів аналізу кіл . . . . . . . . . . . . 36 2.2 Метод еквівалентних перетворень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.3 Метод рівнянь Кірхгофа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.4 Метод вузлових напруг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.5 Метод накладання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 2.6 Метод еквівалентного генератора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.7 Енергетичні співвідношення в колах постійного струму . . . . . . . . . . . . . 66 2.8 Принцип взаємності . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.9 Аналіз нелінійних кіл . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2.10 Основи матрично-топологічного методу аналізу кіл . . . . . . . . . . . . . . 84 2.11 Запитання та завдання для самоперевірки і контролю
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3 УСТАЛЕНИЙ СИНУСОЇДНИЙ РЕЖИМ У КОЛАХ |
|
|
ІЗ ЗОСЕРЕДЖЕНИМИ ПАРАМЕТРАМИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. 96 |
|
3.1 |
Загальна характеристика кіл синусоїдного струму . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. 97 |
3.2 |
Основні параметри синусоїдних струмів, напруг і ЕРС . . . . . . . . . . . . . |
100 |
3.3 |
Діючі та середні випрямлені значення синусоїдних |
|
|
струмів, напруг і ЕРС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
105 |
3.4 |
Векторне і комплексне подання синусоїдних струмів, |
|
|
напруг, ЕРС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
108 |
3.5 |
Елементи R, L, С в колах синусоїдного струму . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
117 |
3.6 |
Послідовне з'єднання елементів R, L, C у режимі |
|
|
синусоїдного струму . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
122 |
3.7 |
Паралельне з'єднання елементів R, L, С у режимі |
|
|
синусоїдного струму . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
127 |
3
3.8 |
Еквівалентна заміна послідовного з'єднання елементів |
|
|
паралельним і навпаки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
131 |
3.9 |
Закони Кірхгофа в комплексній формі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
135 |
3.10 Комплексний метод розрахунку кіл синусоїдного струму . . . . |
137 |
|
3.11 Енергетичні співвідношення в колах синусоїдного струму . . . . |
143 |
|
3.12 Режим передачі максимальної активної потужності |
|
|
|
від джерела до навантаження в колах синусоїдного струму . . . . |
147 |
3.13 Кола синусоїдного струму із взаємними індуктивностями . . . . . |
151 |
|
3.14 Усталений синусоїдний режим в нелінійних |
|
|
|
резистивних колах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
166 |
3.15 Трифазні кола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
176 |
|
3.16 Запитання та завдання для самоперевірки і контролю |
|
|
|
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
180 |
4 КОМПЛЕКСНІ ПЕРЕДАТНІ ФУНКЦІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ. |
|
|
ЧАСТОТНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
183 |
|
4.1 |
Поняття і визначення . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
184 |
4.2 |
Вибірні властивості електричних кіл. |
|
|
Смуга пропускання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
193 |
4.3 |
Послідовний коливальний контур. Схеми контуру. |
|
|
Резонансний режим. Вторинні параметри. Резонансні криві . . . . |
196 |
4.4 |
Комплексні передатні функції і частотні характеристики |
|
|
послідовного контуру. Абсолютна, відносна |
|
|
і узагальнена розстройки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
204 |
4.5 |
Вибірність резонансного контуру. Смуга пропускання . . . . . . . . |
210 |
4.6 |
Вплив опорів джерела і навантаження на вибірні властивості |
|
|
послідовного контуру . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
212 |
4.7 |
Паралельний резонансний контур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
214 |
4.8 |
Складні паралельні контури . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
226 |
4.9 |
Запитання та завдання для самоперевірки і контролю |
|
|
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
231 |
5 ЧОТИРИПОЛЮСНИКИ І ФІЛЬТРИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
234 |
|
5.1 |
Загальні зауваження . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
235 |
5.2 |
Системи рівнянь прохідних чотириполюсників . . . . . . . . . . . . . . |
237 |
5.3 |
З’єднання чотириполюсників . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
242 |
5.4 |
Характеристичні параметри чотириполюсників . . . . . . . . . . . . . |
243 |
5.5 |
Визначення передатних функцій складних кіл |
|
|
з двополюсними елементами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
246 |
5.6 |
Частотні характеристики ідеальних електричних фільтрів . . . . . |
249 |
5.7 |
Частотні характеристики фільтрів другого порядку |
|
|
і схемна реалізація цих фільтрів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
252 |
5.8 |
Передатні функції фільтрів з операційними підсилювачами . . . . |
267 |
5.9 |
Запитання та завдання для самоперевірки і контролю |
|
|
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
278 |
4
6 КЛАСИЧНИЙ МЕТОД АНАЛІЗУ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ . . |
281 |
|
6.1 |
Основні поняття та означення . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
282 |
6.2 |
Перехідні процеси в колах R, C та R, L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
296 |
6.3 |
Перехідні процесі у колі R, L, C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
301 |
6.4 |
Перехідні процеси у колах R, C; R, L; R, L, C |
|
|
при синусоїдній дії . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
311 |
6.5 |
Запитання та завдання для самоперевірки і контролю |
|
|
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
318 |
7 ЧАСОВІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КІЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
320 |
|
7.1 |
Перехідна характеристика кола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
321 |
7.2 |
Імпульсна характеристика кола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
329 |
7.3 |
Часові характеристики типових кіл R, L; R, C; R, L, C . . . . . . . . . . |
334 |
7.4 |
Запитання та завдання для самоперевірки і контролю |
|
|
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
344 |
8 ОПЕРАТОРНИЙ МЕТОД ДОСЛІДЖЕННЯ КІЛ |
|
|
У НЕСТАЦІОНАРНОМУ РЕЖИМІ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
346 |
|
8.1 |
Пряме перетворення Лапласа. Оригінали і зображення . . . . . . . . |
347 |
8.2 |
Зображення деяких дій . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
348 |
8.3 |
Співвідношення між зображеннями струмів і напруг |
|
|
в елементах кола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
351 |
8.4 |
Операторна форма закону Ома і законів Кірхгофа |
|
|
за нульових початкових умов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
353 |
8.5 |
Визначення оригіналу відгуку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
357 |
8.6 |
Урахування ненульових початкових умов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
364 |
8.7 |
Операторна передатна функція кола, її властивості. |
|
|
Нулі та полюси операторної передатної функції . . . . . . . . . . . . . . |
368 |
8.8Зв’язок операторної передатної функції з комплексною передатною функцією. Амплітудно-квадратична
характеристика кола, її властивості . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 8.9 Зв’язок операторної передатної функції
з часовими характеристиками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 8.10 Запитання та завдання для самоперевірки і контролю
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
9 УСТАЛЕНИЙ СИНУСОЇДНИЙ РЕЖИМ І ЧАСТОТНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КІЛ ІЗ РОЗПОДІЛЕНИМИ ПАРАМЕТРАМИ. ДОВГІ ЛІНІЇ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 9.1 Загальні положення . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 9.2 Первинні параметри довгих ліній . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 9.3 Диференціальні (телеграфні) рівняння довгої лінії.
Загальний розв’язок рівнянь для лінії без втрат . . . . . . . . . . . . . . 390 9.4 Аналіз усталеного синусоїдного режиму довгої лінії . . . . . . . . . . 396 9.5 Лінії з малими втратами при синусоїдній дії . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 9.6 Режим біжних хвиль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 9.7 Режим стійних хвиль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
5
9.8 Режим змішаних хвиль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . |
424 |
|
9.9 Методи узгодження довгих ліній . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . |
432 |
|
9.10 Кругові діаграми ідеальних довгих ліній . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . |
445 |
|
9.11 Комплексні функції та частотні характеристики довгих ліній . . |
461 |
||
9.12 Застосування кіл з розподіленими параметрами . . |
. . . . . . . . . . . |
472 |
|
9.13 Запитання та завдання для самоперевірки і контролю |
|
||
|
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . |
482 |
10 ОСНОВИ СИНТЕЗУ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
486 |
|
10.1 |
Етапи розв’язання задачі синтезу . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
487 |
10.2 |
Частотна залежність ослаблення та вимоги до неї . . . . . . . . . |
487 |
|
10.3 |
Операторна передатна функція поліномного фільтра . . . . . . . |
489 |
|
10.4 |
Фільтри з характеристиками Баттерворта . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
490 |
10.5 |
Фільтри з характеристиками Чебишова . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
498 |
10.6 |
Фільтри верхніх частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
504 |
10.7 |
Смугові фільтри з симетричними характеристиками . . . . . . . |
511 |
|
10.8 |
Загороджувальні фільтри |
|
|
|
із симетричними характеристиками . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
520 |
10.9 |
Синтез фільтрів на операційних підсилювачах . . |
. . . . . . . . . . |
526 |
10.10 Запитання та завдання для самоперевірки і контролю |
|
||
|
засвоєння знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
529 |
Бібліографічний список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . |
531 |
|
Предметний покажчик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
532 |
|
Глосарій . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . |
540 |
|
6
«Кожний вид роботи приемніший, ніж спокій»
Демокрит
ПЕРЕДМОВА
Інтенсивний розвиток та ускладнення принципiв дії пристроїв і систем технічного захисту інформації (СТЗІ) зумовлює зростання обсягу знань і, відповідно, кількості навчальних дисциплін, якими повинен оволодiти сучасний фахiвець. Засвоєння численних спецiальних дисциплін стає можливим лише за наявностi фундаментальної теоретичної пiдготовки, яку студенти здобувають, вивчаючи як загальнонауковi, так і професійні дисциплiни.
Однiєю з дисциплiн професійної та практичної підготовки для студентів, котрі навчаються за напpямом «Системи технічного захисту інформації», є «Основи теорiї кiл, сигналів та процесів в СТЗІ» (ОТКСП), в якiй розглядаються основи електро- i радiотехнiки. Вона грунтується на дисциплiнах «Вища математика», «Фiзика» i є основою для засвоєння спецiальних курсiв у вищому навчальному закладі (ВНЗ) та подальшої інженерної дiяльностi фахівця в галузі інформаційної безпеки, електроніки та телекомунікацій. Опанування основами теорiї електричних кiл, сигналів та процесів − це запорука оволодіння фаховими дисциплінами.
Метою вивчення дисциплiни ОТКСП є засвоєння основних законiв та положень теорiї електричних кiл та сигналів, оволодiння методами аналiзу та синтезу кіл, засвоєння методів аналізу сигналів та процесів в електричних колах пристроїв та систем технічного захисту інформації.
Підручник з ОТКСП складено згiдно з Освiтньо-професiйною програмою за напрямом «Системи технічного захисту інформації» та вiдповiдною робочою програмою дисципліни. Перша частина книги містить десять розділів, в яких розглядаються: основнi поняття, елементи, закони і методи аналізу електричних кiл в усталеному режимі постійного та синусоїдного струмів; комплексні передатні функції, частотнi та часові характеристики електричних кiл; чотириполюсники і фільтри, аналіз перехідних процесів різними методами; кола з розподіленими параметрами, довгі лінії; основи синтезу кіл.
Теоретичний матеріал супроводжується великою кількістю ілюстрацій та прикладів розв’язання задач, в тому числі щодо застосування у пристроях та системах техничного захисту інформації, запитаннями та завданнями для самоперевірки і контролю засвоєння знань з кожної розглянутої теми, необхідною довідковою та історичною інформацію.
Підручник орієнтовано на студентів ВНЗ усіх форм навчання напряму «Системи технічного захисту інформації», а також студентів, які вивчають споріднені дисципліни за напрямами «Безпека інформаційних і комунікаційних систем», «Радіотехніка», «Телекомунікації» та «Радіоелектронні апарати».
Основи теорії кіл, сигналів та процесів в СТЗІ. Ч.1 |
7 |
|
ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ |
АКХ |
амплітудно-квадратична характеристика |
АФХ |
амплітудно-фазова характеристика |
АЧХ |
амплітудно-частотна характеристика |
ВАр |
вольт-ампер реактивний |
ВАХ |
вольт-амперна характеристика |
ДЛ |
довга лінія |
ДЛМВ |
довга лінія з малими втратами |
ДНКН |
джерело напруги, кероване напругою |
ДНКС |
джерело напруги, кероване струмом |
ДРФ |
дробово-раціональна функція |
ДСКН |
джерело струму, кероване напругою |
ДСКС |
джерело струму, кероване струмом |
ЕМС |
електромагнітна сумісність |
ЕРС |
електрорушійна сила |
ЗДЛ |
збалансована довга лінія |
ЗФ |
загороджувальний фільтр |
ІДЛ |
ідеальна довга лінія |
КБХ |
коефіцієнт біжної хвилі |
КВФ |
комплексна вхідна функція |
КД |
кругова діаграма |
КЗ |
коротке замикання |
КФ |
комплексна функція |
ККД |
коефіцієнт корисної дії |
КПФ |
комплексна передатна функція |
КСХ |
коефіцієнт стійної хвилі |
ЛЕК |
лінійне електричне коло |
ОВФ |
операторна вхідна функція |
ОП |
операційний підсилювач |
ОПФ |
операторна передатна функція |
РФ |
режекторний фільтр |
РФВЧ |
ФВЧ з режекцією |
РФНЧ |
ФНЧ з режекцією |
СЗ |
смуга затримання |
СП |
смуга пропускання |
СФ |
смуговий фільтр |
СТЗІ |
система технічного захисту інформації |
ФБ |
фільтр Баттерворта |
ФНЧ, ФВЧ |
фільтр нижніх, верхніх частот |
ФП |
фільтр-прототип |
ФЧ |
фільтр Чебишова |
ФЧХ |
фазочастотна характеристика |
ХХхолостий хід
ЧХ |
частотна характеристика |
8 |
Ю.О.Коваль, І.О.Милюченко, А.Н.Олейніков та ін. |
ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ, ЕЛЕМЕНТИ І ЗАКОНИ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ
• Визначення електричного кола
•Електричні струм, напруга, потужність і енергія
•Пасивні елементи кола – опір, ємність, індуктивність, взаємна індуктивність
• Активні елементи кола
•Схема електричного кола
•Основні закони теорії кіл
•Класифікація кіл і режимів їх роботи
•Задачі теорії кіл
О. Вольта
I =UR
Ш. Кулон
P = RI |
2 |
А. Ампер |
|
||
|
|
Г. Ом
Дж. Джоуль Е.Х. Ленц
Основи теорії кіл, сигналів та процесів в СТЗІ. Ч.1 |
9 |
1 ЗАГАЛЬНІПОЛОЖЕННЯ, ЕЛЕМЕНТИІЗАКОНИЕЛЕКТРИЧНИХКІЛ
1.1 Визначення електричного кола
Для опису, дослідження, розрахунків і проектування пристроїв систем технічного захисту інформації використовують два види моделей, підгрунтям яких є теорія електромагнітного поля і теорія кіл.
Теорія електромагнітного поля розглядає параметри поля, які змінюються
учасі та у просторі (напруженість електричного поля, індукцію магнітного поля, об'ємний заряд, щільність струму, щільність енергії та ін.).
Теорія кіл використовує обмежену кількість елементів (зосереджених у просторі або розподілених за однією з його координат) і досліджує змінювання
учасі (а в деяких випадках ще й за однією з координат) кількох інтегральних параметрів, таких як струм, напруга, електрорушійна сила, заряд, магнітний потік, енергія.
Вибір виду моделі обумовлюється призначенням, принципами побудови і складом системи та її окремих пристроїв. Застосування певної моделі визначається постановкою задачі. Розмежування областей застосування моделей є умовним.
Теорія поля застосовується, наприклад, під час розв'язання задачі поширення радіохвиль різних діапазонів, а також при аналізі таких пристроїв, як хвилеводи, об'ємні резонатори, антени.
Теорія кіл застосовується для моделювання окремих вузлів систем і пристроїв, котрі мають провідники та елементи, в яких визначальною є лише одна сторона поля. Як правило, лінійні розміри таких пристроїв значно менше довжини хвилі коливань, що використовуються. У окремому випадку допускається сумірність одного з розмірів пристрою з довжиною хвилі.
Завдяки відносній простоті та наявності різноманітних методів аналізу, теорія кіл широко застосовується в техніці захисту інформації. Тому, використовуючи поняття «електричне коло», часто мають на увазі не тільки модель (схему заміщення) реального пристрою, але і самий реальний пристрій. Щоб усунути непорозуміння, пов'язані з ототожненням реального об'єкта і його моделі, доцільно сформулювати визначення реального кола (реального пристрою) та ідеального кола (об'єкта теорії кіл).
Реальним електричним колом є пристрій, який складається з провідних середовищ і реальних елементів, котрі створюють замкнені шляхи для електричного струму. Процеси в таких пристроях описуються поняттями струму, напруги, ЕРС та ін.
Ідеальне електричне коло − це модель, яка містить обмежену кількість ідеальних елементів (пасивних і активних) і призначена для інтерпретації реального кола (пристрою). Ідеальне електричне коло, подібно до реального, оперує поняттями струму, напруги, ЕРС та ін.
У теорії кіл використовуються три пасивних і два активних елементи.
10 |
Ю.О.Коваль, І.О.Милютченко, А.М.Олейніков та ін. |