신편 회로망해석 및 합성 (1판)

Chapter 1 복소주파수와 회로망함수

1.1 회로망해석 및 합성의 개요

1.2 복소 주파수

1.3 지수함수에 의한 신호의 표현

1.4 임미턴스

1.5 회로망 함수

1.6 극점과 영점

1.7 주파수 응답

1.8 자연 주파수

1.9 데시벨, 네퍼, 보데도

∎ 연습문제

Chapter 2 주파수응답과 필터 및 공진회로

2.1 가변회로와 궤적도

2.2 저역통과 필터

2.3 고역통과 필터

2.4 대역통과 필터와 대역저지 필터

2.5 직렬 공진회로

2.6 공진회로의 해석과 만능 공진곡선

2.7 선택도 인자, 차단 주파수, 대역폭

2.8 직렬 공진회로의 전압응답

2.9 병렬 공진회로

2.10 직렬형 공진회로

∎ 연습문제

Chapter 3 회로망의 일반적 해석법

3.1 회로망의 형태와 용어

3.2 가지 해석법

3.3 폐로(루프) 해석법

3.4 절점(마디) 해석법

3.5 복합회로의 해석

3.6 수동 3단자 회로의 변환

∎ 연습문제

Chapter 4 유도결합 회로

4.1 상호 유도 작용

4.2 상호 인덕턴스

4.3 코일의 극성과 회로 방정식

4.4 상호 인덕턴스와 극성의 측정

4.5 결합회로의 등가회로

4.6 결합계수

4.7 이상 변압기

∎ 연습문제

Chapter 5 4단자망

5.1 4단자망의 정의와 종류

5.2 어드미턴스 파라미터

5.3 임피던스 파라미터

5.4 하이브리드 파라미터

5.5 ABCD 파라미터

5.6 영상 파라미터

5.7 4단자망의 직렬 연결

5.8 4단자망의 병렬 연결

5.9 4단자망의 종속 연결

5.10 임피던스 정합회로

5.11 감쇠기

∎ 연습문제

Chapter 6 전송선로회로 해석

6.1 분포 정수회로의 회로 방정식

6.2 특성 임피던스와 전파정수

6.3 무손실 선로의 무왜조건

6.4 복합회로

∎ 연습문제

Chapter 7 종속전원

7.1 종속전원의 개요

7.2 종속전원의 구성

7.3 증폭회로와 종속전원

7.4 종속전원회로의 해석

7.5 연산증폭기의 응용회로 해석

∎ 연습문제

Chapter 8 비정현파의 푸리에변환과 푸리에급수

8.1 비정현파의 정의와 종류

8.2 푸리에 변환의 원리와 방법

8.3 푸리에 급수 전개

8.4 대칭성

8.5 비정현파의 실효치와 전력

8.6 비정현파에 대한 정상상태 응답

8.7 푸리에급수의 지수함수 표현

∎ 연습문제

Chapter 9 라플라스 변환과 응용

9.1 라플라스 변환의 원리

9.2 주요 함수의 라플라스 변환

9.3 라플라스 변환의 기본 정리

9.4 라플라스 변환을 이용한 회로 해석

9.5 임펄스 응답과 전달함수

9.6 라플라스 역변환

9.7 초기치 정리와 최종치 정리

∎ 연습문제

부록

1. 배율단위표

2. 그리스문자 읽는 법

3. 주파수 명칭(주파수 스펙트럼)

4. 단위 읽는 법

5. 삼각함수의 공식

6. 오일러의 공식

7. 쌍곡선 함수

8. 미분공식

9. 적분공식

10. 연습문제 풀이

어서 오십시오. 반갑습니다. 이 책을 접하는 여러분은 이미 정보통신 세계의 찬란한 업적을 몸소 겪고 있을 것입니다. 우리의 주변을 둘러보면 기본적인 의식주 문제에서부터 주변 생활 지원 시스템, 교통 시스템, 금융 및 각종 업무 등이 거의 모두 전자기기의 지원을 받고 있습니다. 전자기기에 대한 이론적 지원과 개발은 현대 문명사회를 떠받치는 핵심이라고 할 수 있습니다. 이러한 학문분야는 근본적으로 전자(電子, Electron)의 전자의 운동을 제어하여 갖가지 동작을 하도록 하며, 회로(回路, Circuit)라고 하는 작업 지시서를 가지고 전자에게 일을 시키는 것입니다. 이러한 회로는 시대가 변천하면서 점차 반도체 칩에 내장되어 초소형화, 저전력화, 초고속화, 대용량화, 다기능화의 길을 걸어왔습니다. 이 때, 동작의 근본 원천이 되는 전자를 제어하고 통제하며, 독려해야 하는 기준은 회로에 있습니다.

본 '회로망 해석 및 합성(Network Analysis and Synthesis)' 도서에 관심을 가지시는 분은 이미 전기.전자공학 분야에 깊은 관심이 있거나 혹은 이미 회로이론의 기초과정을 공부한 분들일 것입니다. 본 도서에서는 보다 다양하고 깊이가 있는 회로해석을 위해 여러 가지 회로망 해석의 방법들이 소개되었고 여러 종류의 회로에 관한 보다 용이한 해석 방법이 제시되었으며 보다 복잡한 실제의 회로의 해석 방법과 설계를 위한 응용방법 등이 소개되었습니다.

즉, 본 도서는 기본적인 회로에서부터 복잡한 회로망에 이르기까지 근본 원리를 이해하고 해석 방법을 익히며, 실용회로를 설계할 수 있는 기틀을 다지도록 합니다. 그러므로 통신 및 컴퓨터 분야를 포함하는 전기․전자 분야의 공학도에게 회로망해석 및 합성에 관한 학습은 회로이론의 학습에 이어 필수 지식을 얻게 하는 것입니다. 이와 같이 본 교과목의 중요성을 인식하여 다년간 대학에서 회로이론과 회로망 해석을 강의한 본 저자는 여러분이 보다 이해하기 쉽고, 여러분의 보다 튼튼한 전공 분야의 기초를 위해 이 책을 만들게 되었습니다.

제1장에서는 복소 주파수와 회로망 함수를 다루었고, 제2장에서는 주파수 응답과 필터 및 공진회로를 설명하였습니다. 이어지는 제3장에서는 복잡한 회로를 체계적으로 해석할 수 있는 회로망의 일반적 해석법을 응용할 수 있도록 하였으며, 제4장에서는 유도 결합회로를 원리와 함께 설명하였고, 제5장에서는 4단자망의 정의와 응용 방법을 기술하였습니다. 신호의 전송 매개체인 전송선로에 대한 해석을 제6장에서 설명하였으며, 또한 일반 증폭기 및 연산증폭기로 대표되는 종속전원을 갖는 일반 능동회로의 해석법과 응용에 대해 제7장에서 다루었고, 푸리에 급수 전개의 원리와 기법을 제8장에서 설명하였으며, 보다 확장된 라플라스 변환 기법과 응용 방법을 제9장에서 다루었습니다. 또한 회로망 해석 교과목을 공부하면서 발생될 수 있는 배율 단위표, 주파수 명칭(주파수 스펙트럼), 그리스 문자 읽는 법, 단위 읽는 법, 삼각함수의 공식, 오일러의 공식, 쌍곡선 함수, 기본적인 미분 공식 및 적분 공식을 부록에 수록하여 공부하는 데 편리하도록 하였습니다. 한편, 초학자나 비교적 경력이 있는 분들의 문제 풀이를 돕고자 연습문제 풀이집을 별도로 준비하지 않고 이 책의 뒤에 준비하여 두고, 여러분에게 도움이 되도록 하였습니다.

이 책은 책의 분량 등의 문제로 인하여 전자, 유․무선 통신, 정보통신, 전자계산기 관련 학과의 약전(弱電) 분야에 중점을 두었기 때문에 전기, 기계 등의 강전(强電)을 이용하는 전공 분야에서는 다상 회로를 별도로 공부하시기 바랍니다. 그리고 이 책은 기본적으로 본 저자가 집필한 '회로이론의 기초' 라는 교과목을 이수한 분들이 이어서 학습할 수 있도록 구성하였지만 병행하여 공부할 수도 있습니다.

또한 이 책은 “회로이론II”나 “회로망해석”이라는 교과목이 개설되어 주당 3시간의 이론강의를 16주간 실시하여 전체 48시간의 강의(평가 포함) 분량으로 작성하였으므로 한 학기용의 강의도서로 활용하실 수 있습니다.

내용의 기술에 있어서 최대한 평이한 문장을 사용하여 설명하였지만 때로는 필자의 이해 부족이나 실수로 인하여 적절한 표현이 되지 못하고, 오자나 수치 처리의 착오 등이 발생했다면 독자 여러분의 지도와 협력을 기대합니다. 끝으로 이 책을 공부한 여러분께 밝은 미래가 약속되기를 기원하며, 이 책의 출판을 위해 애써주신 복두출판사 송광헌 사장님과 임직원 여러분께 감사의 말씀을 드리고, 보다 충실한 책이 될 수 있도록 독자 여러분의 아낌없는 조언을 부탁드립니다.

2015년 8월

著者 공병옥 드림