Girator

Girator atau pembalik impedansi positif adalah sebuah sirkuit elektronik yang membalikkan impedansi. Dengan kata lain, membuat sirkuit kapasitif menjadi bersifat induktif, tapis lulus-jalur menjadi tapis stop-jalur, dan sebagainya. Ini digunakan terutama pada desain filter aktif dan pengompakan sirkuit.

Induktor tersimulasi

Fungsi utama dari girator adalah untuk mensimulasi unsur induktif pada sirkuit elektronik kecil atau sirkuit terintegrasi. Sebelum penemuan transistor, lilitan kawat dengan induktansi tinggi digunakan untuk membuat tapis elektronik. Induktor yang sebenarnya dapat digantikan dengan rangkaian yang lebih kecil yang terdiri dari kondensator, penguat dan resistor. Hal ini sangat penting pada teknologi sirkuit terintegrasi karena induktor biasanya secara relatif sangat besar. Selain itu, pada kenyataannya, kondensator yang ada biasanya lebih dekat kepada keadaan ideal daripada induktor. Karena itu, sebuah induktor sintetik terbuat dari girator mungkin jauh lebih dekat pada induktor ideal daripada yang bisa dilakukan dengan induktor sebenarnya. Selain itu, penggunaan girator mungkin menambah kualitas jaringan tapis daripada jika menggunakan induktor. Faktor Q dari sebuah induktor sintetis juga dapat ditentukan dengan mudah. Walaupun begitu, girator tidak dapat menggantikan induktor yang digunakan untuk menimbulkan efek 'flyback', seperti pembuatan gaya elektromotif lawan yang besar saat terjadi perubahan arus.

Cara kerja sirkuit

Sirkuit ini bekerja dengan cara membalik efek kapasitansi kondensator. Efek yang diinginkan pada girator adalah induktansi "L" dengan resistansi deret R_L:

$Z=R_{\mathrm {L} }+j\omega L\,\!$

Impedansi masukan sirkuit op-amp adalah:

$Z_{\mathrm {in} }=\left(R_{\mathrm {L} }+j\omega R_{\mathrm {L} }RC\right)\|\left(R+{1 \over {j\omega C}}\right)$

Dengan R_LRC = L, dapat terlihat bahwa impedansi dari induktor tersimulasi adalah impedansi yang diinginkan yang berjajar dengan impedansi dari C dan R. Pada desain yang umum, R dibuat cukup besar sehingga persamaan menjadi:

$Z_{\mathrm {in} }=R_{\mathrm {L} }+j\omega R_{\mathrm {L} }RC\,\!$

Ini sama dengan resistansi R_L berderet dengan induktansi L = R_LRC.

Pada penggunaan biasa, induktansi dan resistansi dari girator jauh lebih besar daripada induktor sesungguhnya. Girator dapat digunakan untuk membuat induktor dalam jangkah mikrohenry hingga megahenry. Induktor asli biasanya terbatas hanya hingga puluhan henry dengan resistansi deret di antara beberapa mikroohm hingga beberapa ratus ohm. Resistansi deret dari girator bergantung pada topologi sirkuit yang digunakan, tetapi biasanya di antara puluhan ohm hingga ratusan kiloohm. Untuk frekuensi yang sama, sebuah girator mempunyai induktansi yang jauh lebih besar, kapasitansi yang jauh lebih rendah, tetapi resistansioya lebih tinggi. Girator pada umumnya memiliki tingkat ketepatan yang lebih tinggi daripada induktor, dikarenakan kondensator presisi jauh lebih murah daripada induktor presisi.

Penggunaan

Penggunaan utama dari girator adalah untuk menggantikan induktor yang terlalu besar, berat dan mahal. Sebagai contoh, tapis lulus jalur dapat dibangun dengan menggunakan kondensator, resistor dan penguat, tanpa induktor.

Sirkuit girator sering digunakan pada peranti telepon yang terhubung ke sistem POTS. Memungkinkan telepon untuk menjadi lebih kecil. Girator juga digunakan untuk equalizer grafik hi-fi, equalizer parametrik, filter lulus-jalur, filter stop-jalur, filter desah, dan filter sinyal pembantu FM.

Ada beberapa penggunaan dimana penggunaan girator sebagai pengganti induktor tidak memungkinkan.

Tegangan tinggi, dimana tegangan jauh melebihi tegangan kerja penguat.
Sistem frekuensi radio, dimana induktor untuk frekuensi radio relatif kecil dan mudah dibuat.
Pengubah daya, dimana lilitan digunakan sebagai penyimpan daya sementara.