Гиратор (электрическая цепь)

У этого термина существуют и другие значения, см. Гиратор.

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 выполненный на ОУ

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 можно описать как

${\displaystyle Z=R_{L}+j\omega L,}$

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:

${\displaystyle Z_{\text{in}}=(R_{L}+j\omega R_{L}RC)\parallel \left(R+{\frac {1}{j\omega C}}\right),}$

где символ ${\displaystyle \parallel }$ означает параллельное электрическое соединение.

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

${\displaystyle Z_{\text{in}}=R_{L}+j\omega R_{L}RC.}$

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