Gyrator zur Nachbildung eines negativen Widerstandes
Nicht nur komplexe Widerstände können mit Gyratoren nachgebildet werden. Auch reelle Widerstände lassen sich nachbilden, was aber nur bei der Nachbildung eines negativen Widerstandes durch Negierung eines realen Widerstandes sinnvoll ist. Im Gegensatz zu Inversion (Kehrwertbildung) einer Kapazität zur Nachbildung einer Induktivität, wird bei der reinen Negierung nur das Vorzeichen geändert.
Eine sinnvolle Anwendung wäre z.B. die u.a. T-Verbindung von drei Koaxialkabeln. Normalerweise bedeutet eine T-Verbindung oder Stichleitung bei Koaxialkabeln eine erhebliche Fehlanpassung, was zu Reflexionen des Nutzsignales führt. Das führt zu Dämpfung des Nutzsignales und die Reflexionen können dieses auch massiv stören (z.B. bei analogen Videosignalen). Würde es gelingen, an der Verbindungsstelle dreier 75-Ohm-Koaxialkabel einen weiteren negativen Widerstand von -75 Ohm parallel zu schalten, würde einer der drei Wellenwiderstände vollständig kompensiert werden. Jedes der drei Kabel würde an der Verbindungsstelle einen angepassten Wellenwiderstand von 75 Ohm „sehen“. Dementsprechend würde sich eine in einem der drei Kabel ankommende Welle ungedämpft auf die jeweils anderen beiden Kabel verteilen. Dies führt natürlich zu einer Verdopplung der Signalenergie. Die dafür benötigte zusätzliche Energie muss der negative Widerstand erbringen. Ein negativer Widerstand kann daher prinzipbedingt kein passives Bauteil sondern muss eine aktive Schaltung mit Energiezufuhr sein.
Natürlich könnte man einen negativen Widerstand auch mit einem Operationsverstärker realisieren. Bei Anwendungen mit Koaxialkabeln werden aber sehr häufig Bandbreiten von mehreren 100 MHz bis in den GHz-Bereich benötigt. Damit sind Operationsverstärker i.d.R. Überfordert. Hier bietet sich die u.a. diskrete Lösung an: