
【電】 negative-impedance repeater
【電】 negative impedance
【計】 repeater
負阻抗中繼器(Negative Impedance Repeater)是一種特殊的電子電路或設備,主要用于通信系統(尤其是傳統電話線路)中,用于補償傳輸線路的損耗并增強信號。其核心原理是通過引入一個等效的“負阻抗”來抵消線路固有的正阻抗(電阻),從而減少信號衰減并延長傳輸距離。
負阻抗(Negative Impedance)
指電路呈現的阻抗值為負(如 (-R)),其特性與常規電阻相反:當電流增大時,電壓不降反升,表現為向電路注入能量而非消耗能量。實際電路中通過有源器件(如運算放大器)的正反饋實現這一等效特性。
英文對照: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.
中繼器(Repeater)
在通信鍊路中周期性放置的設備,用于接收衰減的信號,進行放大、整形後重新發送,以克服長距離傳輸的損耗。
英文對照:A device inserted at intervals in a communication link to receive, amplify, reshape, and retransmit signals to counteract attenuation over long distances.
負阻抗中繼器(Negative Impedance Repeater)
結合負阻抗電路的中繼器,通過主動抵消線路阻抗(而非單純放大信號)來更高效地補償損耗,減少噪聲引入和失真風險。
英文對照: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
負阻抗中繼器通過内部電路産生一個與傳輸線阻抗大小相等、符號相反的阻抗(即 (-ZL))。當與線路串聯或并聯時,二者疊加使總阻抗趨近于零,大幅降低信號衰減。其數學表達為:
$$ Z{text{total}} = Z_L + (-Z_L) = 0 $$
這種“阻抗抵消”機制比傳統放大更節能且能減少非線性失真。
典型應用場景
經典教材
Sedra, A. S., & Smith, K. C. Microelectronic Circuits (7th ed.). Oxford University Press.
→ 詳細分析負阻抗轉換器(NIC)電路設計,這是負阻抗中繼器的核心模塊(Chapter 2.5, pp. 89-93)。
技術标準與曆史文獻
IEEE Communications Society. History of Engineering and Technology in Telecommunications.
→ 記錄貝爾實驗室開發的負阻抗中繼器在20世紀電話網絡中的部署(Section 4.3: "Loop Extenders")。
工程手冊
Whitaker, J. C. The Electronics Handbook (2nd ed.). CRC Press.
→ 定義負阻抗器件在信號中繼中的數學建模與應用案例(Chapter 31.2: "Impedance Compensation")。
學術論文
Bown, R., et al. "Negative Impedance Repeaters for Long Telephone Lines." Bell System Technical Journal, 1923, 2(1), 1–30.
→ 早期理論奠基文獻,首次提出負阻抗在通信中繼中的工程實現方案。
關于“負阻抗中繼器”,現有公開資料中并未明确提及這一術語的具體定義。但結合“中繼器”的基礎功能和“負阻抗”的電路特性,可以嘗試從技術原理角度進行推測性解釋:
中繼器是工作在OSI物理層的網絡設備,主要功能是接收、放大并重新發送信號,以延長信號傳輸距離,解決因線路損耗導緻的信號衰減問題。
負阻抗是一種電路特性,指某些電子元件(如負阻抗變換器)能夠表現出阻抗值為負的特性,抵消線路中的電阻損耗,從而增強信號強度。這種特性常用于通信線路的補償設計。
“負阻抗中繼器”可能是将負阻抗技術應用于傳統中繼器的改進設計。其原理推測為:
若該技術存在,可能用于長距離高頻信號傳輸(如海底光纜中繼、高幹擾環境),或對信號保真度要求嚴格的場景。
目前公開資料中未找到“負阻抗中繼器”的權威定義,以上分析基于技術原理推測。如需準确信息,建議查閱通信工程專業文獻或電子電路設計領域的最新研究進展。
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