Гиратор (электрическая цепь)

Гиратор — электрическая цепь, которая осуществляет преобразование импеданса. Другими словами, эта схема заставляет ёмкостные цепи проявлять индуктивные свойства, 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 как аналог индуктивности

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

Принцип работы

Назначение гиратора - поменять знак комплексного сопротивления цепи, а 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

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

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

$Z_\mathrm{in} = R_\mathrm{L} + j \omega R_\mathrm{L} R C \,\!$

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