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Remarque disambigua.svg homonymie - Si vous cherchez le rayon de giration, voir Rayon d'inertie.

la gyrateur est un deux ports caractérisé par relation constitutive:

il est dit rapport de giration.

L'utilisation d'un circuit gyrateur est l'inversion d'un impédance. En d'autres termes, vous pouvez faire un circuit capacitif se comportent inductivement, un filtre passe-bande Il se comporte comme une bande de filtre d'interdiction, et ainsi de suite. L'idée a été conçue autour de 1948 par Bernard Tellegen des laboratoires de recherche du Philips[1]. Il est principalement utilisé dans la conception de filtres.

gyrateur
gyrateur simulant une inductance

Simulation d'une inductance

La principale utilisation d'un gyrateur est de simuler un élément inductif dans un circuit électronique de petite taille ou un circuit intégré. Avant l'invention du transistor, bobines de fil à haute inductance peuvent être utilisées dans des filtres électroniques. Une bobine d'inductance réelle peut être remplacé par un plus petit ensemble contenant un condenseur, un amplificateur opérationnel ou transistors et de résistances. Ceci est particulièrement utile dans la technologie de circuits intégrés, ou dans les cas où un besoin inductance De grande valeur ou facilement réglable. Les condensateurs réels sont souvent beaucoup plus proche de condensateurs idéaux qu'ils sont les véritables idéaux inducteurs inductances. Par conséquent, un inducteur synthétisé avec un gyrateur et un condensateur peut, dans certaines applications, être plus adhérent à un inducteur idéal de ce qui ne peut pas être inducteur réel. Par conséquent, l'utilisation de condensateurs et rotateurs peut améliorer la qualité des réseaux de filtres qui seraient autrement construites avec l'utilisation d'inducteurs. Le facteur de qualité Q des inductances synthétisés peuvent être facilement choisis. Le rapport de giration dépend des valeurs des résistances. Il est donc facile, si le dispositif de rotation est utilisé pour la réalisation d'un inducteur, réaliser inductances avec inductance variable.

Une utilisation typique est dans les égaliseurs audio.

le fonctionnement du circuit

Le circuit travaille sur l'inversion de l'effet du condensateur. Le résultat souhaité est un bipôle sous la forme ohmique-inductive

Il est composé d'une inductance idéale L avec une résistance en série . D'après le diagramme, on voit que l'impédance de l'inductance équivalente est l'inductance désirée en parallèle avec l'impédance de C et R.

Si R est beaucoup plus grande que , cette approximation

Ceci est le même que la résistance en série avec une inductance L =. Il se distingue d'une véritable inductance pour la durée RC en parallèle, et parce que Il est grand par rapport à la résistance d'une véritable inductance. Une véritable inductance a une faible résistance interne due au fil dont il est fait. Cela limite le facteur de qualité Q, ou la sélectivité des filtres qui peuvent être faites avec une inductance simulée.

applications

La principale application d'un gyrateur est de réduire la taille et les coûts d'un système en réduisant la nécessité d'inducteurs encombrants, lourds et coûteux. Par exemple, les caractéristiques d'un filtre RLC passe-bas peut être matérialisée avec les condensateurs, les résistances et les amplificateurs opérationnels, sans utiliser des inductances. De cette façon, un égaliseur graphique salut-fi peut être obtenu avec des condensateurs, des résistances et des amplificateurs opérationnels sans l'utilisation d'inductances grâce à l'invention du gyrateur. Quelques réalisations du gyrateur sont largement utilisés dans les appareils téléphoniques qui se connectent au réseau téléphonique POTS. Cela a permis à des téléphones de devenir beaucoup plus petit, puisque le circuit de gyrateur apporte la composante continue (DC) Du courant dans le circuit de ligne, ce qui permet le transformateur qui amène le signal acoustique d'être beaucoup plus faible en raison de l'élimination du courant continu. Même les circuits d'échange téléphonique a été influencée par l'utilisation des rotateurs dans la carte de ligne. Les rotateurs sont aussi largement employés dans salut-fi, égaliseurs graphiques, égaliseurs paramétriques, filtres, passe-bande et coupe-bande, et des filtres pour la détection du signal pilote stéréo FM.

Il existe de nombreuses situations où vous ne pouvez pas utiliser un gyrateur pour remplacer un inducteur.

  • Les systèmes qui utilisent des transformateurs flyback à haute tension (dispositifs d'alimentation des lampes CCFL, une tension d'anode pour des écrans à tube cathodique)
  • Systèmes de fréquence radio (ici selfs sont généralement très petites)
  • Convertisseurs électriques (UPS, convertisseur DC / DC)

notes

  1. ^ (FR) B. D. H. Tellegen, Le gyrateur, un nouvel élément de réseau électrique (PDF), Dans Philips Res. Rep., vol. 3, Avril 1948, p. 81-101. Récupéré 22 Avril, 2017 (déposé 27 mars 2016).

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