Nettverkssynthese

Nettverkssynthese er en gren av elektronikk og systemteori som handler om å designe elektriske nettverk som realiserer et ønsket forhold mellom inngang og utgang, for eksempel en impedans, admittance eller overføringsfunksjon, ved bruk av komponenter som resistorer, induktorer og kondensatorer, og i noen tilfeller aktive elementer. Hovedmålet er å konstruere praktiske kretser som nøyaktig oppfører seg i henhold til et spesifisert mål, ofte med fokus på passivitet og effektivitet.

Historisk sett ble temaet utviklet på begynnelsen av 1900-tallets mellomkrigsperiode. Wilhelm Cauer bidro vesentlig til utviklingen av metoder for å syntetisere passive nettverk som realiserer en gitt driving-point impedans, mens arbeidene til Foster og andre bidro til klassiske standardformer og realiserbare nettverksstrukturer som ladder-nettverk. Syntesegrunnlaget er ofte knyttet til krav om at impedansen eller admittansen må være en positiv reell funksjon av frekvens, noe som gir nødvendige og tilstrekkelige betingelser for realisering med passive komponenter.

Hovedmetodene inkluderer syntese av to-port nettverk ved hjelp av ladder-nettverk og LC-seksjoner, ofte uttrykt gjennom Foster- eller Cauer-former og kontinuerlige brøker. Transformasjoner som Richards’ transformasjon brukes i RF-applikasjoner for å konvertere mellom impedans- og transmisjonslinjesitater. Sentralt er også design av filtre (lav-, høy- og båndpass) og impedansmatching, samt anvendelser i RF- og mikrobølgenettverk.

Moderne praksis kombinerer passive og aktive elementer, datasimulering og optimering, og anvender avanserte nettverksteorier og S-parametere for å realisere komplekse funksjoner i et bredt spekter av tekniske systemer.