零极子

科技工作者之家 2020-11-17

零极子(nullator)为电子学中理想的非线性非时变单埠网络,端点之间的电流及电压均为零。零极子同时具有短路(电压为零)及开路(电流为零)的特性,同时是电压源也是电流源。1

详解在电路中加入一个零极子类似增加一个电路需满足的“限制条件”,强迫电路调整其他元件的电压及电流以满足此一条件。例如有负回授的理想运算放大器输入就类似零极子,没有输入电流,输入的二端子电压差为零,因此这些条件可以用来分析输算放大器周边的电路。

零极子可以和任意子(norator,电压及电流为任意值的元件)配对,以形成零任偶(Nullor)。

若零极子和任意子并联,结果类似短路(零电压,电流为任意值)。若零极子和任意子串联,结果类似开路(零电流,电压为任意值)。

RC有源网络零极子等效的研究本文应用零极子等效为运放及双极性晶体管电路的模型,阐述有源网络的设计方法及其应用。文中将Bruton的双放大器GIC电路由八种推演到24种,发现由两只晶体管和最少的阻容元件构成的接地模拟电感共有16种电路,其中8种可以实现低耗模电感。 上述设计方法已借助模拟电感加以实现,实际性能和理论是一致的。2

由K对零极子和K个极子接地的运放实现的可能电路数,Bruton认为是2k.K!个,这是不全面的。因为他忽略了K个零子之间是否有相邻零子间两两相交的问题。详尽地分析各零子相交后的总电路数是没有意义的。本文只就其中最重要、最通用的GIC两对零极子电路进行了详细讨论,并把Bruton认为只有8种等效电路的结果推演到24种。

对含放大器数不多的电路,详尽的分析各种等效电路,并从中找出稳定性能最佳的方案是有益的,但并非所有等效电路都具有同等的价值,特别是考虑了运放不理想之后更是如此。

用零极子电路实现晶体管等效,或用运放等效到晶体管实现情况更为复杂一些。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所

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