È possibile creare un circuito fantasma quando i cavi elettrici per un circuito sono configurati anche per condurre segnali per un altro. Viene spesso utilizzato per i sistemi telefonici e l’ingegneria elettrica, nonché per alimentare la registrazione audio e i microfoni di trasmissione. I circuiti fantasma dipendono in genere dal funzionamento di un trasformatore audio chiamato bobina di ripetizione, che spesso include diverse lunghezze di filo avvolto attorno a un nucleo di ferro, nichel o altro tipo. Tali bobine fanno solitamente parte di un circuito simplex normalmente costituito da cavi collegati alla linea elettrica principale e al cablaggio dell’apparecchiatura telefonica. Due circuiti simplex possono essere combinati per formare un terzo; questo circuito aggiuntivo è anche chiamato gruppo fantasma.
Quando un avvolgimento nella bobina di ripetizione, chiamato anche trasformatore con presa centrale, è esposto a una corrente alternata (CA), l’altro filo di solito ha un segnale altrettanto forte. Il collegamento di linee telefoniche con bobine di ripetizione è quindi adatto perché i segnali vocali e di chiamata sono tipicamente alimentati in corrente alternata. Le bobine di ripetizione si trovano su entrambi i lati del circuito fantasma, mentre i collegamenti tra i fili possono essere effettuati alle estremità o al centro dei circuiti. Una corrente applicata nel punto medio è solitamente divisa equamente tra ciascun filo, se la resistenza elettrica di ciascuno è la stessa.
Due correnti sulla stessa linea viaggiano tipicamente in direzioni diverse e possono annullarsi a vicenda. Anche i segnali telefonici collegati a un circuito elettrico simplex in genere non vengono trasportati alle estremità delle altre linee. Altre capacità, come le funzioni del codice Morse, possono essere aggiunte al circuito fantasma senza degradare la funzione telefonica, specialmente se la Terra viene utilizzata come conduttore. La manutenzione frequente di questi circuiti è solitamente importante, poiché le interferenze elettriche nelle linee possono rendere incomprensibili i segnali vocali.
Se vengono utilizzate più bobine di ripetizione per formare più connessioni, è possibile creare più circuiti fantasma. La tecnologia è stata utilizzata per la prima volta all’inizio del XX secolo. Le compagnie telefoniche hanno spesso cercato di massimizzare il numero di circuiti che potrebbero esserci sulle linee a lunga distanza senza dover costruire apparecchiature aggiuntive.
Un circuito fantasma può essere applicato anche ai segnali in corrente continua (DC) nelle telecomunicazioni, mentre i più moderni sistemi telefonici di portante lo usano spesso. La configurazione del circuito fantasma normalmente consente a una compagnia telefonica di ottenere un impianto via cavo per gestire la maggior parte del traffico. Ciò consente di risparmiare potenzialmente sulle entrate, perché gli operatori spesso necessitano di meno apparecchiature e possono aggiungere più abbonati a ciascuna linea.