2.5.1 回转器

基本方程

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回转器基本方程表达为:
其中:
  • r为回转电阻(单位:Ω)
  • g为回转电导(单位:S),g = 1/r
这两组方程是等价的,都表明了回转器的基本特性:将一个端口的电流(电压)回转为另一个端口的电压(电流)。

等效电路

值得说明的是,这个是一个非互易二端口网络,需要四个参数来表达等效电路
👉等效电路的表达是不唯一的!
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回转器特点

阻抗变换

电容→电感

回转器可以把一个端口的电流(或电压)回转成另一个端口的电压(或电流)。因此,回转器可以把电容回转成电感
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让我们来推导这个过程:
假设在端口2并联一个电容C,根据电容特性:
根据回转器的基本方程:
将电容方程代入回转器方程:
整理得到端口1的关系:
这正是一个电感的特性方程!等效电感值为:
因此,回转器将端口2的电容C转换成了端口1的电感L,且L = r²C。

负载边并电容→串电感

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负载变串电容→并电感

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其实也就是

11‘端口接纯电压源→22’端口得到纯电流源

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不消耗能量

回转器不消耗功率(能量),也不储能。是线性无源元件
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在任何时刻消耗的能量都是零

非互易

回转器是非互易元件

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电路实现

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2.5.2 负阻抗变换器 (Negative Impedance Converter, NIC)

基本方程:

其中K为负阻变换器的变比。矩阵形式为:
要求同号

输入阻抗:

💡
只有K1K2同号的时候,才能实现负阻抗变换

分类:

  • 当K₁K₂同时大于零时为CNIC
  • 当K₁K₂同时小于零时为UNIC
  1. 电压反向型复阻抗变换器(UNIC)
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  1. 电流反向型负阻抗变换器(INIC)
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能量关系

这个公式计算了负阻变换器的功率,包括:
  • 入端功率:
  • 出端功率:
  • 总功率与变比K₁、K₂的关系:
  • 负载阻抗对功率的影响
💡
负阻变换器的功率为负数(发出功率)

电路实现

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没有这么简单,需要保证负反馈比正反馈更强,运放工作在线性放大区
这张图片展示了负阻变换器(NIC)的基本概念和特性:
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