Konwerter ujemnoimpedancyjny.

bez polskich znaków
 
Jeżeli mamy dwójnik, w którym przyłożone z zewnątrz napięcie U i płynący przezeń prąd mają przeciwne znaki, czyli iloraz U/I<0, to taki dwójnik ma rezystancję ujemną. Rezystancje ujemne można realizować w zasadzie tylko za pomocą układów aktywnych, zwanych konwerterami ujemnoimpedancyjnymi NIC. Wyróżnia się dwa typy: UNIC, zmieniający biegunowość napięcia wzór (44)przy nie zmienionym prądzie i INIC, który zmienia zwrot prądu przy nie zmienionym napięciu. W idealnym przypadku równania opisujące konwerter INIC mają postać:
 

rysunek 14Równania te można zrealizować za pomocą źródła napięcia sterowanego napięciem i źródła prądu sterowanego prądem. Obie te funkcje może jednak pełnić pojedynczy wzmacniacz operacyjny.
 Schemat układu przedstawiony jest obok. W idealnym wzmacniaczu operacyjnym uP=uN,czyli zgodnie z wymaganiami, u1=u2. Napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego przyjmuje wartość
 

wzór (45)

Wskutek tego do wrót 1 wpływa wymagany prąd
 

wzór (46)

W powyższym wyprowadzeniu założono, że układ jest stabilny. Układ jest stabilny, jeżeli napięcie dodatniego sprzężenia zwrotnego jest mniejsze od napiecia sprzężenia ujemnego, czyli gdy
 

wzór (47)

gdzie  R1, R2 są rezystancjami wewnętrznymi dołączonych układów do wrót 1 i 2.

rysunek 15Stosowany w praktyce układ konwertera INIC do wytwarzania ujemnych rezystancji przedstawiono na rysunku obok. Jeżeli do wrót 1 doprowadzimy napięcie dodatnie, to zgodnie z równaniem opisującym konwerter także u2=u1 jest dodatnie, a tym samym również i2. Otrzymujemy wówczas
 

wzór (48)

Do wrót 1 wpływa więc ujemny prąd, mimo że przyłożyliśmy dodatnie napięcie. Wrota 1 zachowują się więc jak ujemna rezystancja o wartości
 

wzór (49)

Ponieważ równanie opisujące konwerter obowiązuje również dla prądów zmiennych, rezystancję  R2 można zastąpić impedancją zespoloną i wytwarzać w ten sposób ujemne impedancje.


Powrót do listy układów