
【电】 negative-impedance repeater
【电】 negative impedance
【计】 repeater
负阻抗中继器(Negative Impedance Repeater)是一种特殊的电子电路或设备,主要用于通信系统(尤其是传统电话线路)中,用于补偿传输线路的损耗并增强信号。其核心原理是通过引入一个等效的“负阻抗”来抵消线路固有的正阻抗(电阻),从而减少信号衰减并延长传输距离。
负阻抗(Negative Impedance)
指电路呈现的阻抗值为负(如 (-R)),其特性与常规电阻相反:当电流增大时,电压不降反升,表现为向电路注入能量而非消耗能量。实际电路中通过有源器件(如运算放大器)的正反馈实现这一等效特性。
英文对照:A circuit exhibiting an impedance value with a negative real part (e.g., (-R)), where increasing current results in a voltage rise, effectively injecting energy into the system.
中继器(Repeater)
在通信链路中周期性放置的设备,用于接收衰减的信号,进行放大、整形后重新发送,以克服长距离传输的损耗。
英文对照:A device inserted at intervals in a communication link to receive, amplify, reshape, and retransmit signals to counteract attenuation over long distances.
负阻抗中继器(Negative Impedance Repeater)
结合负阻抗电路的中继器,通过主动抵消线路阻抗(而非单纯放大信号)来更高效地补偿损耗,减少噪声引入和失真风险。
英文对照:A repeater incorporating negative impedance circuitry to actively cancel line impedance, providing efficient loss compensation with lower noise and distortion compared to simple amplifiers.
工作原理
负阻抗中继器通过内部电路产生一个与传输线阻抗大小相等、符号相反的阻抗(即 (-ZL))。当与线路串联或并联时,二者叠加使总阻抗趋近于零,大幅降低信号衰减。其数学表达为:
$$ Z{text{total}} = Z_L + (-Z_L) = 0 $$
这种“阻抗抵消”机制比传统放大更节能且能减少非线性失真。
典型应用场景
经典教材
Sedra, A. S., & Smith, K. C. Microelectronic Circuits (7th ed.). Oxford University Press.
→ 详细分析负阻抗转换器(NIC)电路设计,这是负阻抗中继器的核心模块(Chapter 2.5, pp. 89-93)。
技术标准与历史文献
IEEE Communications Society. History of Engineering and Technology in Telecommunications.
→ 记录贝尔实验室开发的负阻抗中继器在20世纪电话网络中的部署(Section 4.3: "Loop Extenders")。
工程手册
Whitaker, J. C. The Electronics Handbook (2nd ed.). CRC Press.
→ 定义负阻抗器件在信号中继中的数学建模与应用案例(Chapter 31.2: "Impedance Compensation")。
学术论文
Bown, R., et al. "Negative Impedance Repeaters for Long Telephone Lines." Bell System Technical Journal, 1923, 2(1), 1–30.
→ 早期理论奠基文献,首次提出负阻抗在通信中继中的工程实现方案。
关于“负阻抗中继器”,现有公开资料中并未明确提及这一术语的具体定义。但结合“中继器”的基础功能和“负阻抗”的电路特性,可以尝试从技术原理角度进行推测性解释:
中继器是工作在OSI物理层的网络设备,主要功能是接收、放大并重新发送信号,以延长信号传输距离,解决因线路损耗导致的信号衰减问题。
负阻抗是一种电路特性,指某些电子元件(如负阻抗变换器)能够表现出阻抗值为负的特性,抵消线路中的电阻损耗,从而增强信号强度。这种特性常用于通信线路的补偿设计。
“负阻抗中继器”可能是将负阻抗技术应用于传统中继器的改进设计。其原理推测为:
若该技术存在,可能用于长距离高频信号传输(如海底光缆中继、高干扰环境),或对信号保真度要求严格的场景。
目前公开资料中未找到“负阻抗中继器”的权威定义,以上分析基于技术原理推测。如需准确信息,建议查阅通信工程专业文献或电子电路设计领域的最新研究进展。
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