Гиратор (электрическая цепь)

Гиратор (англ. gyrator, от греч. γύρος — круг) — электрическая цепь, преобразующая импеданс. Иными словами, эта схема заставляет ёмкостные цепи проявлять индуктивные свойства, — в частности полосовой фильтр будет вести себя как режекторный фильтр и т. п.

История

Идея гиратора была предложена в 1948 году Бернардом Теллегеном (Bernard D. H. Tellegen).

Гиратор как аналог индуктивности

Гиратор

Основное применение гираторов заключается в создании участков цепи, имитирующих индуктивность. Поскольку катушки индуктивности далеко не всегда применимы в электрических цепях (например в микросхемах), использование гираторов позволяет обходиться без катушек индуктивности. Для этого используется цепь, состоящая из конденсатора, операционного усилителя или транзисторов и резисторов.

Принцип работы

Назначение гиратора — поменять знак комплексного сопротивления цепи (т. е. импеданса) (на приведённой схеме — инвертировать действие конденсатора). Желаемый импеданс цепи, который мы хотим получить, можно описать как

Z=R_{\mathrm {L} }+j\omega L

То есть это последовательно соединённые индуктивность L и сопротивление R_L. Из схемы видно, что импеданс имитированной индуктивности соединён параллельно с импедансом C и R

Z_{\mathrm {in} }=\left(R_{\mathrm {L} }+j\omega R_{\mathrm {L} }RC\right)\|\left(R+{1 \over {j\omega C}}\right)

В формуле символы || означают параллельное электрическое соединение.

В случае, когда R много больше чем R_L, то это уравненение принимает вид

Z_{\mathrm {in} }=R_{\mathrm {L} }+j\omega R_{\mathrm {L} }RC

Таким образом мы получаем последовательно соединённые сопротивление $R_{\mathrm {L} }$ и индуктивность $L_{\ }=R_{\mathrm {L} }RC$ . Основное отличие от истинной (физической) индуктивности здесь проявляется в том, что присутствует параллельное $RC$ , и в том, что $R_{\mathrm {L} }$ обычно значительно больше, чем в реальных катушках.

Примечания

Литература

B. D. H. Tellegen. The gyrator, a new electric network element (англ.) // Philips Res. Rep.. — 1948. — Vol. 3. — P. 81–101.
K. M. Adams, E. F. A. Deprettere and J. O. Voorman. The gyrator in electronic systems // Advances in Electronics and Electron Physics / Ladislaus Marton. — Academic Press, Inc., 1975. — Т. 37. — P. 79–180.
Искусство схемотехники, издание 4-е, т. I, с. 281—282

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.