Кіріспе
Энергияны тізбектерге жіберіп тұратын белсенді тізбек. Теріс кедергі түрлендіргіш (NIC) – бұл тізбектерге энергия жіберіп тұратын белсенді тізбек, бұл олардан энергияны тұтынатын қарапайым жүктемеге кері. Бұл эквивалентті оң кедергідегі кернеудің түсуіне қатарластырылған артық өзгермелі кернеуті қосу немесе алу арқылы қол жеткізіледі. Бұл кернеудің полярлығын немесе порттың тогының бағытын кері қайтарады және кез келген сигнал генераторы үшін кернеу мен ток арасында 180° фазалық ығысуды (инверсияны) тудырады. Сәйкесінше, екі нұсқа пайда болады: кернеуді инверсиялайтын теріс кедергі түрлендіргіш (VNIC) және ток инверсиялайтын теріс кедергі түрлендіргіш (INIC). INIC-тің негізгі тізбегі және оның талдауы төменде көрсетілген.
The negative impedance converter (NIC) is an active circuit which injects energy into circuits in contrast to an ordinary load that consumes energy from them. This is achieved by adding or subtracting excessive varying voltage in series to the voltage drop across an equivalent positive impedance. This reverses the voltage polarity or the current direction of the port and introduces a phase shift of 180° (inversion) between the voltage and the current for any signal generator. The two versions obtained are accordingly a negative impedance converter with voltage inversion (VNIC) and a negative impedance converter with current inversion (INIC). The basic circuit of an INIC and its analysis is shown below.
Қолдану
NIC-ті теріс кедергі ретінде пайдалану арқылы нақты генераторды (шамамен) идеалдық генератор сияқты жұмыс істеуге болады (яғни, тудырылған ток немесе кернеудің шамасы жүктемеге тәуелді емес). Ток көзінің мысалы оң жақтағы суретте көрсетілген. Ток генераторы және нүктелі сызықтың ішіндегі резистор – нақты генератордан тұратын тізбектің Нортон бейнесі және оның ішкі кедергісі. Егер INIC сол ішкі кедергіге параллель қосылса және INIC-тің шамасы бірдей болса, бірақ кедергі мәні кері шамада болса, онда және параллель болады. Сондықтан, эквивалентті кедергі – . Яғни, нақты генератор мен INIC комбинациясы енді құрастырылған идеалдық ток көзі сияқты жұмыс істейді; оның шығыс тогы кез келген жүктеме үшін бірдей болады. Атап айтқанда, жүктемеден Нортон эквивалентті кедергісіне бұрылатын кез келген ток INIC арқылы беріледі. Бұл қолданудағы идеалдық мінез-құлық Нортон кедергісі және INIC кедергісі бір-бірімен дәл сәйкес келуіне байланысты. Егер , онда комбинацияның эквивалентті кедергісі -тан жоғары болады, бірақ егер , онда INIC-тің әсері еленбейді. Алайда, тізбек тұрақсыз болған кезде (мысалы, жүктемесіз жүйеде). Атап айтқанда, INIC-тен артық ток оң кері байланыс тудырады, бұл жүктемені басқаратын кернеудің қуат көзінің шектеріне жетуіне себеп болады. Жүктін кедергісін азайту арқылы (яғни, жүктемені көбірек ток тартуға мәжбүрлеу арқылы) генератор–NIC жүйесін қайтадан тұрақтандыруға болады. Принцип бойынша, егер Нортон эквивалентті ток көзі Тевенин эквивалентті кернеу көзімен ауыстырылса, онда кернеу көзінің қатарластырылған кедергісімен бірдей шамадағы VNIC қатар қосылуы мүмкін. Қатарластырылған кедергідегі кез келген кернеудің төмендеуі VNIC арқылы тізбекке қайта қосылады. Алайда, жоғарыда көрсетілгендей, операциялық күшейткішпен іске асырылған VNIC электрлік жерге қосылуы керек, сондықтан бұл қолдану практикалық емес. Кез келген нөлдік емес қатарластырылған кедергісі бар кернеу көзін шекті параллель кедергісі бар эквивалентті ток көзі ретінде бейнелеуге болады, сондықтан INIC көздің кедергісін жақсарту үшін қолданылған кезде көзге параллель қосылады.
That is, the combination of the real generator and the INIC will now behave like a composed ideal current source; its output current will be the same for any load In particular, any current that is shunted away from the load into the Norton equivalent resistance will be supplied by the INIC instead. The ideal behavior in this application depends upon the Norton resistance and the INIC resistance being matched perfectly. As long as , the equivalent resistance of the combination will be greater than ; however, if , then the effect of the INIC will be negligible. However, when
the circuit is unstable (e. g., when in an unloaded system). In particular, the surplus current from the INIC generates positive feedback that causes the voltage driving the load to reach its power supply limits. By reducing the impedance of the load (i. e., by causing the load to draw more current), the generator–NIC system can be rendered stable again. In principle, if the Norton equivalent current source was replaced with a Thévenin equivalent voltage source, a VNIC of equivalent magnitude could be placed in series with the voltage source's series resistance. Any voltage drop across the series resistance would then be added back to the circuit by the VNIC. However, a VNIC implemented as above with an operational amplifier must terminate on an electrical ground, and so this use is not practical. Because any voltage source with nonzero series resistance can be represented as an equivalent current source with finite parallel resistance, an INIC will typically be placed in parallel with a source when used to improve the impedance of the source.
Теріс импеданстық схемалар
Кез келген импеданстың теріс мәнін, теріс сыйымдылық және теріс индуктивтілік қоса алғанда, теріс импеданс түрлендіргіш (төмендегі мысалдарда INIC) арқылы жасауға болады. NIC сондай-ақ, жылмалы теріс индуктор сияқты жылмалы импеданстарды жобалау үшін қолданылуы мүмкін.