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Das Buch vermittelt ausgehend von den Grundlagen der
Netzwerk-Theorie neuartige Analyse- und Syntheseverfahren für
lineare zeitinvariante Kirchhoff-Netzwerke. Hierzu verwendet der
Autor als Elementarnetzwerke gewöhnliche Widerstände,
Kondensatoren und Spulen sowie die sogenannten pathologischen
Unternetzwerke Nullator, Norator und Nullor. Der Nullor besteht
dabei aus einem Nullator und einem Norator, wird hinsichtlich
seines Klemmenverhaltens durch die Belevitch-Darstellung
beschrieben und näherungsweise durch einen Operationsverstärker
realisiert. Zur Analyse oder Synthese erfolgt die Zerlegung
in realisierbare Unternetzwerke mit dem Verfahren derÂ
Singulärwert-Zerlegung von Matrizen. Außerdem zeigt Reiner
Thiele, wie durch die Applikation von Klemmen-Äquivalenzen
praxisrelevante elektrische oder elektronische Schaltungen
entstehen.
Das Buch vermittelt neuartige Analyse- und Syntheseverfahren für
quasi- und nichtlineare Kirchhoff-Netzwerke. Hierzu verwendet der
Autor als Unternetzwerke gewöhnliche Widerstände, Kondensatoren,
Spulen, Ãœbertrager, Transistoren oder Dioden sowie die sogenannten
pathologischen Unternetzwerke Nullator und Norator. Zur Analyse
oder Synthese erfolgt eine Zerlegung der Gleichungen zur
Beschreibung des Klemmenverhaltens in die u-i-Relationen
realisierbarer Unternetzwerke sowie in Strukturgleichungen
nach Kirchhoff. Dazu kreiert Reiner Thiele neue nichtlineare
Transistor- bzw. Dioden-Modelle. Außerdem zeigt er, wie durch die
Applikation von Klemmen-Äquivalenzen praxisrelevante elektrische
oder elektronische Schaltungen entstehen.
Reiner Thiele loest die Leitungsgleichungen des
Lichtquantenleiters. Er erhalt aus diesen Ergebnissen eine
einheitliche Impulsantwort, unabhangig von der Ansteuerart dieses
UEbertragungskanals. Weiterhin berechnet der Autor die
Wigner-Spannungsverteilung und -Stromverteilung des Eingangs- und
Ausgangssignals sowie die Wigner-Verteilung der Impulsantwort des
linearen zeitinvarianten Lichtquantenleiters. Daraus ergibt sich
ein neues UEbertragungsverfahren auf der Grundlage der
Wigner-UEbertragungsgleichung als spezielles Faltungsintegral.
Abschliessend sind Methoden der Signal-Rekonstruktion dargestellt.
Reiner Thiele zeigt mit den singularen Loesungen spezieller
Riccati-Differenzialgleichungen (DGL) den Entwurf zugehoeriger
Riccati-Messsysteme (RMS), appliziert in
Faraday-Effekt-Stromsensoren. Diese Loesungen sind durch einen
linearen Zusammenhang zwischen Messgroesse und Messwert
gekennzeichnet und deshalb sehr gut zur Anwendung in RMS geeignet.
Wegen der Einfachheit der analogen Realisierungen mit
Operationsverstarkern (OPV) gibt der Autor ihnen den Vorzug
gegenuber aufwendigen digitalen Varianten.
Reiner Thiele entwickelt neue Modelle fur sogenannte
Lichtquantenleiter. Dazu beweist er Erhaltungssatze fur optische
Spannungen und Stroeme. Er kreiert Ohm'sche Quantengesetze fur die
Systemelemente einer Punkt-Punkt-Verbindung beim Wechsel ihrer
Ansteuerart und schlagt Dreieck- oder Sagezahn-Impulse als
Modulationssignale vor. Dadurch entstehen inverse Gabor-Wavelets im
Lichtquantenleiter, mit denen eine schnelle Datenubertragung
erfolgen kann und die zu effizienten schaltungstechnischen
Loesungen an den Endstellen der UEbertragungsstrecke fuhrt.
Reiner Thiele leitet die Loesungen partieller
Riccati-Differenzialgleichungen her und zeigt den Zusammenhang
zwischen allgemeinem Integral und singularer Loesung auf. Dazu
appliziert er eine neue Zerlegungsmethode dieser nichtlinearen
Differenzialgleichungen (DGL) in jeweils zwei lineare Gleichungen.
Nach der Bestimmung der Eigenwerte liegen die Loesungen vor, die
bei Faraday-Effekt-Stromsensoren auftreten und durch eine lineare
Beziehung zwischen Messgroesse und Messwert gekennzeichnet sind.
Praxisrelevante Beispiele fur Messgroessen und Messwerte beweisen
die grosse Applikationsbreite der patentierten
Faraday-Effekt-Stromsensoren des Autors. Der Autor Prof. Dr.-Ing.
Reiner Thiele lehrte an der Hochschule Zittau/Goerlitz und lehrt an
der Staatlichen Studienakademie Bautzen.
Reiner Thiele zeigt einen Weg an einem grundsatzlichen Problem der
elektrischen Energietechnik vorbei, um die Messung von hohen
elektrischen Stroemen ohne Eingriff in den Messgroessenkreis zu
ermoeglichen. Diese Schwierigkeiten loest der Autor effizient durch
die Erfindung der Verfahren und Schaltungsanordnungen zweier
Faraday-Effekt-Stromsensoren zur Messung elektrischer Stroeme mit
automatischer Elimination der Doppelbrechung der
Sensor-Lichtwellenleiter und eines optischen Kopplers sowie streng
linearer Beziehung zwischen Messwerten und Messgroesse. Diese
aufwandsarmen Stromsensoren benoetigen im Gegensatz zu anderen
Loesungen fur ihre Funktion weder Polarisatoren, Spiegel noch
Integratoren.
Reiner Thiele bearbeitet ein grundsatzliches Problem der
Messtechnik: die potenzialgetrennte Messung elektrischer Stroeme
ohne Eingriff in den Stromkreis der Messgroesse. Die Loesung ist
die Schaltungsanordnung eines reflektierenden Stromsensors zur
Messung elektrischer Stroeme mit automatischer Kompensation der
Doppelbrechung und streng linearer Beziehung zwischen Messwerten
und -groesse. Wiederholt gelang dem Autor mit dieser Erfindung die
exakte Loesung einer nichtlinearen Differenzialgleichung (DGL), die
diese Schaltungsanordnung beschreibt. Ausserdem appliziert er einen
rechts- oder linksdrehenden zirkularen Polarisator zur
messgroessenabhangigen Veranderung der transversalen Komponente
einer elektrischen Verschiebungsflussdichte in den
Sensor-Lichtwellenleitern (LWL).
Reiner Thiele zeigt ausgehend von der prinzipiellen
Schaltungsanordnung eines Sensors zur potenzialgetrennten Messung
elektrischer Stroeme mit dem Faraday-Effekt in Lichtwellenleitern
dessen vollstandigen Entwurf anhand hergeleiteter
Parametergleichungen einschliesslich praxisrelevanter
Dimensionierungsbeispiele. Ausserdem beweist der Autor, dass der
fur den Sensor funktionsbestimmende lineare Zusammenhang zwischen
Messgroesse und Messwert der Loesung einer speziellen
Riccati-Differenzialgleichung entspricht.
Reiner Thiele fuhrt in die polarisationsoptischen Grundlagen der
Sensortechnik ein. Er zeigt dazu, ausgehend von einer
Faraday-Effekt-Applikation zur Messung hoher elektrischer Stroeme,
das Verfahren zum Test optischer und elektronischer
Sensorkomponenten auf. Seine Testergebnisse erlauben die Erkennung
von Schwachstellen im Sensor und fuhren auf Moeglichkeiten zu deren
Kompensation. Daraus resultieren effiziente Methoden zur
Elimination der stoerenden Doppelbrechung in optischen Kopplern.
Reiner Thiele hat durch die Applikation des Faraday-Effektes zur
Polarisations-Ebenen-Drehung linear polarisierten Lichts in
Lichtwellenleitern, induziert durch das den stromfuhrenden
elektrischen Leiter umgebende Magnetfeld, eine Loesung gefunden,
hohe elektrische Stroeme ohne Eingriff in den Messgroessenkreis zu
messen. Dies stellte bisher ein grundsatzliches Problem der
elektrischen Energietechnik dar. Eine in Reflexion arbeitende
erfindungsgemasse Schaltungsanordnung aus optischen und
elektronischen Komponenten stellt dabei den gewunschten linearen
Zusammenhang zwischen Messgroesse und Messwert bei Elimination der
stoerenden Doppelbrechung der Lichtwellenleiter her, die sich
ansonsten vermindernd auf die Effizienz des Faraday-Effektes
auswirkt.
Reiner Thiele zeigt die Loesung auf, wie die Messung von hohen
elektrischen Stroemen ohne Eingriff in den Messgroessenkreis
gelingt - ein grundsatzliches Problem der elektrischen
Energietechnik. Er schlagt dies durch die Applikation des
Faraday-Effektes zur Polarisations-Ebenen-Drehung linear
polarisierten Lichts in Lichtwellenleitern vor, induziert durch das
den stromfuhrenden elektrischen Leiter umgebende Magnetfeld. Eine
in Transmission arbeitende erfindungsgemasse Schaltungsanordnung
aus optischen und elektronischen Komponenten stellt dabei den
gewunschten linearen Zusammenhang zwischen Messgroesse und Messwert
bei Elimination der stoerenden Doppelbrechung der Lichtwellenleiter
her, die sich ansonsten vermindernd auf die Effizienz des
Faraday-Effektes auswirkt.
In exemplarischer und fachubergreifender Form behandelt dieses Buch
grundlegende Methoden zur Berechnung und zum Entwurf optischer
Nachrichtensysteme und Sensornetzwerke. Das nach
systemtheoretischen Gesichtspunkten dargestellte Wissen umfasst die
Teilgebiete Ubertragung, Messung und Verarbeitung optischer Signale
als Ein- bzw. Ausgangsgrossen von
- Laserdioden, Monomode-Lichtwellenleitern, Photodioden,
- optischen Modulatoren und Kopplern,
- faseroptischen Verstarkern und Polarisatoren,
- Ubertragungssystemen mit Direkt- oder Uberlagerungsempfang
sowie
- Monomode-Sensornetzwerken auf interferometrischer oder
polarimetrischer Grundlage.
Dieses Buch unterstutzt sowohl die in der Praxis tatigen
Ingenieure als auch die Lehre an Hochschulen, indem es Grundlagen
zur optischen Nachrichten- und Sensortechnik zusammenfasst, moderne
Komponenten berucksichtigt, Algorithmen zur Signalanalyse und zum
Systementwurf bereitstellt, wichtige Messverfahren erlautert, durch
vielfaltige Beispiele zum selbstandigen und kreativen Lernen anregt
und dem Leser als Wissensspeicher sowie Formelsammlung nutzt."
Dieses Lehrbuch entwickelt eine Theorie zur Losung praxisrelevanter
Probleme der hochbitratigen optischen Nachrichtenubertragung
entwickelt. Ausserdem wird gezeigt, wie sich die entwickelte
Theorie auch auf optische Stromsensoren zur Elimination der
nachteilig auf den Faraday-Effekt wirkenden Doppelbrechung
einsetzen lasst. Zur Anwendung der dargestellten Theorie wurden
zahlreiche Erfindungsmeldungen eingereicht und einige Patente
erteilt
In der hochbitratigen optischen Nachrichtentechnik ist es wichtig,
parasitare induktive und kapazitive Einflusse auf die Funktion von
Laser- und Fotodioden zu kompensieren. Wegen des nichtlinearen
Charakters der u-i-Relationen der Induktivitaten, Kapazitaten und
Widerstande ist es moeglich, Kompensationsverfahren gegen
parasitare Effekte zu entwickeln oder die Nichtlinearitaten gezielt
zur Signalubertragung einzusetzen. Reiner Thiele beweist, dass bei
Applikation der vorgestellten Kompensationsverfahren kapazitive und
induktive Influenzen auf die Grundfunktion der optoelektronischen
Bauelemente vermeidbar sind, das Klemmenverhalten durch die
u-i-Kennlinien von Laser- oder Fotodioden komplett erfasst wird und
ungunstige Einflusse der Systemumgebung auf die optoelektronischen
Schaltungen vermieden werden. Ausserdem stellt er Definitionen fur
optoelektronische Grundstromkreise sowie ihre Berechnung fur die
Applikation gleichartiger Laser- oder Fotodioden als Sende- bzw.
Empfangsbauelemente der optischen Nachrichtentechnik vor. Der
Autor: Prof. Dr.-Ing. Reiner Thiele lehrte an der Hochschule
Zittau/Goerlitz und unterrichtet derzeit an der Staatlichen
Studienakademie Bautzen.
Reiner Thiele entwickelt eine neue Theorie fur optische
Nachrichtensysteme, die ohne die Maxwell-Gleichungen der
Elektrotechnik auskommt. Dazu definiert er charakteristische
Momente und Funktionen fur die Systemelemente einer
Punkt-Punkt-Verbindung. Ausserdem schlagt der Autor Dreieck-Impulse
als Modulationssignal vor. Dadurch entstehen inverse Gabor-Wavelets
im Lichtwellenleiter, mit denen die Signalubertragung erfolgt. Dies
fuhrt zu effizienten schaltungstechnischen Loesungen an den
Endstellen der UEbertragungsstrecke. Damit ergibt sich schliesslich
ein einfaches Verfahren zur Signal-Rekonstruktion im Empfanger. Der
Autor: Prof. Dr.-Ing. Reiner Thiele lehrte an der Hochschule
Zittau/Goerlitz und unterrichtet derzeit an der Staatlichen
Studienakademie Bautzen.
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