Гиратор – электронный эквивалент катушки индуктивности
Схемы гираторов. Онлайн калькулятор для расчёта эквивалентной индуктивности гиратора,
а также параметров резонансного контура, построенного на нём
Гиратор (gyrator) – это электрическая цепь, которая преобразует импеданс таким образом, что даёт возможность получить эквивалент катушки
индуктивности при помощи конденсатора, пары резисторов и активного элемента. Можно, конечно, и, наоборот, из индуктивности получить ёмкость, но такая
трансформация на практике не представляется актуальной.
На рисунке Рис.1 представлены две типовые схемы гираторов с использованием либо операционного усилителя, либо транзистора.
Рис.1 Схемы гираторов на ОУ и транзисторе
Для адекватного замещения реальной катушки индуктивности резистор R1 должен быть выбран достаточно низкого номинала, по крайней мере, его сопротивление
должно быть: R1≪R2.
Тогда эквивалентное значение индуктивности, а также полное сопротивление такой цепи описывается следующими формулами:
L = R1×R2×C1;
Zin = R1 + jωL .
Таким образом мы получаем цепочку из последовательно соединённых резистора R1 и катушки L (Рис.1 справа), отличие которой от реальной индуктивности проявляется
в несколько более высоком значении R1 по сравнению с конструктивным (активным) сопротивлением моточных изделий.
Если к гиратору подключить дополнительную ёмкость С2 (зелёный цвет на Рис.1), то эквивалент индуктивности приобретает свойства последовательного
резонансного контура, основные характеристики которого рассчитываются по стандартным для него формулам:
ƒo = 1/(2π√LC2) =
1/(2π√R1×R2×C1×C2 ;
Q = ρ/R1 = √L/C2/R1 =
√(С1×R2)/(C2×R1).
Такие схемотехнические построения на гираторах довольно часто можно увидеть в составе различных резонансных фильтров, работающих в звуковом диапазоне,
для которого изготовление массивных "живых" катушек индуктивности является слишком дорогим и нетехнологичным.
Приведём онлайн калькулятор для расчёта эквивалентной индуктивности гиратора, а также параметров последовательного резонансного контура, построенного
на нём.
Не забываем, что R1≪R2. Ёмкость конденсатора С1, как правило, также выбирается в несколько раз меньшей, чем ёмкость С2.
Расчёт параметров гиратора и резонансного контура на нём
В российских источниках описания устройств, построенных на гираторах, довольно редки, а схемотехнические реализации содержат массу неточностей.
Обратная ситуация наблюдается у буржуев – там фильтры, выполненные на гираторах, широко используются как в радиолюбительской практике, так и в
промышленных устройствах. В качестве примера приведём схему 5-полосного эквалайзера, опубликованную на странице сайта
https://sonelec-musique.com.
Рис.2 Схема 5-полосного эквалайзера на гираторах
|
