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词条 阻抗变换器
释义 zukang bianhuanqi
阻抗变换器(卷名:电子学与计算机)
impedance converter
  使入端阻抗与出端阻抗形成一定关系的二端口网络。1954年J.G.林维尔把负阻抗变换器用于有源滤波器并建立了有关理论。
  随着集成电路技术的进步,使用集成运算放大器构成阻抗变换器,已成为有源滤波器设计的基本方法。
  阻抗变换器可分为广义阻抗变换器 (GIC)和广义阻抗倒量器(GII)两种。
  广义阻抗变换器  对于图1的二端口网络,输入电压U1(s)、输入电流I1(s)与输出电压U2(s)、输出电流I2(s)的关系,可根据电路传输方程写为
    (1)

式中参数ABCD由网络的结构、元件性质和数值决定。若一网络的构成使得这四个参数中BC=0,但AD厵0,那么这个网络的输入阻抗Zi(s)将为
    (2)

式中f(s)=A/D,称为变换因子,是复频率变量s的函数。式(2)反映输入阻抗Zi(s)与负载阻抗ZL(s)有一定比例的变换关系。


  在有源网络中常用的负阻抗变换器(NIC),也是一种广义阻抗变换器,只是它的变换因子f(s)是负实常数,使接在网络一侧的阻抗被变换为另一侧的负阻抗,因而可用以作为负阻元件。
  广义阻抗倒量器  对于图1的二端口网络的四个参数,若AD=0,但BC厵0,那么两个端口上的阻抗关系将为
    (3)

它表示从一个端口看进去的阻抗 Zi(s)与另一端口跨接的负载ZL(s)成倒数关系。式中g(s)=B/C,称为倒量变换因子。广义阻抗倒量器是B.D.H.特勒根于1948年首先提出的。网络结构不同,由它所决定的参数BC也不同,因而可以获得不同类型的阻抗倒量特性。
  回转器  一种常用的阻抗倒量器,它的网络参数B=rC=1/r,倒量变换因子g(s)=B/Cr2。式中r为正实常数,称为回转电阻。当在回转器的一个端口上接电容器C 时,其另一个端口的阻抗将呈感抗特性,即依式(3)有
  (4)

式中称为模拟电感值。如C=1微法,r=10千欧,即可用以模拟一个100亨的电感器。
  阻抗变换器的变换内容和电路形式很多。图2a是由运算放大器组成的一种典型的 GIC电路。若运算放大器是理想的,则该电路的输入阻抗为
    (5)

若将图中的Z1Z2Z3分别换为电阻R1R2R3,且以电容器C 取代Z4并使负载为纯电阻RL,则这一电路就变成图2b的形式,其输入阻抗为
     (6)

它相当于接地电感器,其等效电感量


  若图2a的Z2Z3Z4分别换为电阻R2R3R4,且以电容器C1取代Z1并使负载为纯电容CL,则这一电路就变成图2c的形式,其输入阻抗为
    (7)

s=jw时,
    (8)

它是一种与频率的平方成反比的负电阻,称为频变负阻(FDNR),是有源网络中的又一种二端口元件。
  用两个运算放大器可实现回转器电路。若运算放大器为理想器件,且负载端接电容器C,则从输入端看进去的输入阻抗等效为一个电感
  此外,用来实现阻抗变换的网络元件尚可举出变压器、射极跟随器和各种传输线元件。
  参考书目
 M.S. Ghausi,K.R. Laker,Modern Filter Design, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey,1981.
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更新时间:2024/12/23 19:45:06