Nätverkssyntes

Nätverkssyntes är ett område inom elektronik och systemteori som studerar hur man konstruktivt skapar elektriska nätverk så att deras impedans eller överföringsfunktion uppfyller ett specificerat krav. Vanligt är att realisera en given impedansfunktion Z(s) eller admittans Y(s) med hjälp av passiva komponenter som resistorer, kondensatorer och induktorer. Målen inkluderar impedanspassning, filtrering och reglering av signaler över ett viss frekvensområde, ofta under antaganden om ideala komponenter och linjära beteenden.

Metoderna bygger på att omvandla en matematisk beskrivning av nätverkets funktion till ett faktiskt kretslänk. Brunes syntes visar att varje rationalt positivt realt funktionsuttryck kan realiseras som ett passivt nätverk. Foster-syntesen ger en struktur där nätverket består av LC-delar i en ladder-konfiguration som realiserar impedansen genom kontinuerlig energi i lagringsenheter. Cauer-syntesen använder en fortsatt bruten (continued-fraction) representation av impedansen eller admittansen för att konstruera en rad staplade steg av seriella och parallella grenar. Tillämpningar av dessa metoder finns inom RF- och ljudfilterdesign, impedansanpassning, mätinstrument och känsliga kontrollsystem där precisa frekvensrespons måste uppnås.

Historiskt utvecklades nätverkssyntes under 1920- och 1930-talen med bidrag av forskare som Brune, Foster och Cauer, var och en bidragande till teorin om vad som är realistiskt i fysiska nätverk. Modern tillämpning kombinerar klassiska syntesmetoder med numeriska algoritmer för att hantera parasitiska effekter och praktiska komponentbegränsningar.