Transformador híbrido

Un transformador híbrido (también conocido como transformador puente , bobina híbrida o simplemente híbrido ) es un tipo de acoplador direccional diseñado para configurarse como un circuito con cuatro puertos conjugados en pares, implementado mediante uno o más transformadores . Es un caso particular del concepto más general de acoplador híbrido .

Una señal que llega a un puerto se divide equitativamente entre los dos puertos adyacentes, pero no aparece en el puerto opuesto. En el diagrama esquemático, la señal que llega a W se divide entre X y Z, y ninguna señal pasa a Y. De manera similar, las señales que llegan a X se dividen entre W e Y, sin que ninguna llegue a Z, etc.

Para un funcionamiento correcto, se requiere una impedancia característica coincidente en los cuatro puertos. Existen otras formas de híbridos además de las bobinas de transformador; cualquier formato de acoplador direccional puede diseñarse como híbrido. Estos formatos incluyen líneas de transmisión y guías de onda .

El uso principal de un transformador híbrido de banda de voz es convertir entre operación de 2 hilos y 4 hilos en secciones secuenciales de un circuito de comunicaciones , por ejemplo, en un equipo de terminación de cuatro hilos . Dicha conversión fue necesaria cuando se introdujeron repetidores en un circuito de 2 hilos, una práctica frecuente en la telefonía de principios del siglo XX . Sin híbridos, la salida de un amplificador alimenta directamente la entrada del otro, lo que resulta en una oscilación de retroalimentación incontrolable (diagrama superior). Mediante el uso de híbridos, las salidas y las entradas se aíslan, lo que resulta en un funcionamiento correcto del repetidor de 2 hilos. A finales de siglo, esta práctica se volvió poco común, pero los híbridos continuaron usándose en tarjetas de línea .

Los híbridos se realizan utilizando transformadores . Se utilizaron dos versiones de híbridos con transformador: la versión de un solo transformador que proporciona salidas desequilibradas con un extremo conectado a tierra , y la versión de doble transformador que proporciona puertos equilibrados .

Transformador único

Para su uso en repetidores de 2 hilos , la versión con un solo transformador es suficiente, ya que los amplificadores de los repetidores tienen entradas y salidas a tierra. X, Y y Z comparten una tierra común . Como se muestra a la izquierda, la señal que entra en W, el puerto de 2 hilos, aparecerá en X y Z. Pero como Y está puenteada desde el centro de la bobina hasta el centro de X y Z, no aparece ninguna señal. La señal que entra en X aparecerá en W e Y. Pero la señal en Z es la diferencia entre lo que aparece en Y y, a través de la bobina del transformador, en W, que es cero. Un razonamiento similar demuestra que ambos pares, W e Y, X y Z, son conjugados.

Transformador doble

Cuando se requiere balancear tanto el circuito de 2 hilos como el de 4 hilos , se utilizan híbridos de doble transformador, como se muestra a la derecha. La señal que entra al puerto W se divide entre X y Z, pero debido a la conexión invertida de los devanados, se cancela en el puerto Y. La señal que entra al puerto X va a W e Y. Sin embargo, debido a la conexión invertida de los puertos W e Y, Z no recibe señal. Por lo tanto, los pares W e Y, y X y Z, son conjugados.

Los híbridos telefónicos se utilizan en las centrales telefónicas para convertir la señal de 4 hilos a la conexión de última milla de 2 hilos hasta el teléfono del abonado . Otro tipo de híbrido se utiliza en los teléfonos para convertir los cuatro hilos del transmisor (auricular) y el receptor (micrófono) a la conexión de línea de 2 hilos. Este tipo de híbrido se conoce comúnmente como "bobina de inducción" debido a su derivación de las bobinas de inducción de alto voltaje . No produce un alto voltaje, pero, al igual que la variedad de alto voltaje, es un transformador elevador para adaptar la impedancia del transmisor de botón de carbono de baja impedancia a las partes de mayor impedancia del sistema. La bobina de inducción simple evolucionó posteriormente a una forma de híbrido como medida de reducción de tono lateral , o volumen de salida del micrófono que se realimentaba al auricular. Sin esto, la propia voz del usuario del teléfono se escucharía más fuerte en el auricular que la de la otra persona. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Hoy en día, la versión con transformador del híbrido ha sido reemplazada por redes de resistencias y versiones compactas de circuitos integrados, que utilizan electrónica de circuitos integrados para realizar el trabajo de la bobina híbrida.

Los híbridos de radiofrecuencia se utilizan para dividir las señales de radio, incluidas las de televisión. El divisor divide la señal de la antena para alimentar varios receptores.

• Camiseta mágica
• Acoplador de carrera de ratas

• Douglas Rice (2008) Modelado de sistemas híbridos de telefonía como matrices de 2 × 2

 Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C . Administración de Servicios Generales . Archivado del original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de la norma MIL-STD-188 ).