Почему высокий входной импеданс хорош?

50

Наивно возможно, но

Почему высокое входное сопротивление хорошо?
Всегда ли высокий входной импеданс - это хорошо?

impedance

58

Это хорошо для входа напряжения , так как если входной импеданс высок по сравнению с импедансом источника, то уровень напряжения не будет сильно падать из-за эффекта делителя.

Например, скажем , у нас есть сигнал с импедансом. $10V$ $1k\Omega$

Мы подключаем это к входу , входное напряжение будет . $1M\Omega$ $10V\cdot\frac{1M\Omega}{1M\Omega+1k\Omega} = 9.99V$

Если уменьшить входное сопротивление до , мы получим $10k\Omega$ $10V \cdot \frac{10k\Omega}{10k\Omega + 1k\Omega} = 9.09V$

Уменьшите его до 1k, и мы получим $10V \cdot \frac{1k\Omega}{1k\Omega + 1k\Omega} = 5V$

Надеемся, вы получите изображение - как правило, входной импеданс, по крайней мере, в 10 раз превышающий импеданс источника, является хорошей идеей для предотвращения значительной нагрузки.

Высокий входной импеданс не всегда полезен, например, если вы хотите передать как можно больше мощности, тогда импеданс источника и нагрузки должен быть одинаковым. Так что в приведенном выше примере входной импеданс 1k будет лучшим выбором.
Для токового входа требуется низкий входной импеданс (в идеале ноль), например, в усилителе с трансимпедансом (ток к напряжению).

— Оли Глейзер
источник

3

Люди всегда используют согласованную нагрузку для максимальной передачи мощности. Ни одно из моего мощного оборудования не делает этого. Вы не хотите рассеивать тонну энергии в своем источнике, вместо этого они используют более высокое напряжение, а вы рассчитываете на высокое сопротивление нагрузки. Не сказать, что я не понимаю вашу точку зрения, но просто отметить для других.

— Кортук

2

Для максимальной передачи мощности источник должен иметь как можно более низкий выходной импеданс. Однако, если источник имеет относительно высокий выходной импеданс, и вы не можете изменить его, нагрузка должна иметь такой же импеданс для максимальной мощности. Если импеданс нагрузки выше, мощность будет ниже, если импеданс нагрузки ниже, нагрузка будет рассеивать больше мощности. Вот почему в ламповых усилителях используются выходные трансформаторы для согласования высокого сопротивления усилителя и низкого сопротивления динамиков.

— Pentium100

13

«Лучшее» значение импеданса зависит от ситуации и применения.

Когда уместно иметь или нуждаться в высоком импедансе, это происходит потому, что это приближение к бесконечному импедансу.

Вход, приложенный к источнику сигнала, действует как делитель напряжения.
Vout = Vsignal x Zinput / (Zsource + Zinput)
Чтобы не загружаться, Zsiganl равен нулю (низкий или нулевой выход импеданса) и / или Zinput = бесконечен.
«Достаточно высокая» - это практическая версия «Бесконечно»

Насколько большой «подходящий» размер зависит от применения.

Сеть переменного тока имеет полное сопротивление ниже 1 Ом (обычно). Измерительный прибор с сопротивлением 1000 Ом и сопротивлением по току около 100 мА !!!! от 110 В переменного тока, но в процессе будет заряжать его только до уровня ниже 0,1 Вольт. Тестовый измеритель с входным сопротивлением 1 МОм потреблял около 100 мкА, что было бы гораздо более приемлемым.

Для источников с высоким импедансом «соответственно» должен быть достаточно большим.
Вход с высоким импедансом накладывает очень небольшую нагрузку на сигнал, который на него подается.
Таким образом, он не понижает его по уровню (или не сильно). очень высокий импеданс и часто используется в качестве входного каскада цепи усилителя.Зонд pH, используемый для измерения кислотности и щелочности раствора, мат имеет выходной импеданс от 10 до 100 мегагом. Его уровень напряжения является прямой мерой рН. Таким образом, все, что стремится измерить напряжение, должно стараться не изменять его в процессе. Зонд для измерения напряжения будет эффективно действовать как делитель напряжения. Сопротивление зонда должно быть >> измеренным импедансом, если нагрузка не должна происходить.

Датчик, который в 256 раз превышает полное сопротивление измеряемой цепи, вызовет 1-битную ошибку в 8-битной системе.
Датчик, который в 4096 раз превышает полное сопротивление измеряемой цепи, вызовет 1-битную ошибку в 12-битной системе.

Таким образом, чтобы измерить с 1 битом в 256 = 1 бит в 8-битной системе с импедансом источника 1 МОм, вам нужно входное сопротивление 256 МОм. Для источника на 10 МОм необходим входной импеданс 2,6 Гигона. А для 100 мегагерц нам нужно ... !!!

В соответствии с формулой выше, для выходов низкий импеданс является хорошим, идеальным является нулевой импеданс (идеальный источник напряжения).

Тогда есть особый случай согласованных импедансов, когда источник и вход совпадают. Половина сигнала рассеивается на входе, а половина на выходе (при условии, что в противном случае соединение без потерь), НО нет отражений из-за несоответствия импеданса. Совершенно новый предмет для другого времени.

— Рассел МакМахон
источник

2

Бесконечный входной импеданс позволил бы подавать любое напряжение в нагрузку, не потребляя при этом никакой мощности. Нулевой входной импеданс позволял бы подавать любое количество тока в нагрузку, не потребляя при этом никакой мощности. В тех случаях, когда кто-то хочет ощутить напряжение без поглощения энергии, бесконечный импеданс является идеальным; и наоборот, если кто-то хочет ощутить ток, нулевой импеданс является идеальным.

Хотя иногда требуется нагрузка, которая не поглощает мощность, бывают случаи, когда требуется подавать мощность в нагрузку. Количество энергии, подаваемой в нагрузку, будет максимальным, когда входное сопротивление нагрузки будет соответствовать выходному сопротивлению того, что ее возбуждает. Однако такая ситуация не предполагает максимальной энергоэффективности. В зависимости от того, что управляет нагрузкой, более высокое или более низкое входное сопротивление может привести к тому, что приводное устройство будет расходовать больше или меньше энергии изнутри.

— Supercat
источник

2

Слово «высокий входной импеданс» всегда относится к усилителю (аудио усилитель мощности промежуточной частоты ... и т. Д.)

Итак, давайте рассмотрим следующую схему:

$V_{in}$ $Z_{in}$ $Z_{in}$ $v$

v = \frac{V_{i n} Z_{i n}}{Z_{i n} + Z . V_{i n}}

$v = \frac{V_{in} Z_{in}}{Z_{in} + Z.V_{in}}$

$V_{in}=5V$ $Z.V_{in}=2,000Ω$ $Z_{in}=10Ω$

V = \frac{5 \cdot 10}{2, 000 + 10} = 0.02 V

$V=\dfrac{5 \cdot 10}{2,000+10} = 0.02V$

Это очень низкое напряжение по сравнению с входным напряжением.

Если мы возьмем , , мы получим: $V_{in}=5V$ $Z.V_{in}=2000Ω$ $Z_{in}=1,000,000Ω=1MΩ$

V = \frac{5 \cdot 1, 000, 000}{2, 000 + 1, 000, 000} = 4.99 V

$V=\dfrac{5 \cdot 1,000,000}{2,000 + 1,000,000}=4.99V$

Это хорошее напряжение по сравнению с входным напряжением.

Давайте посмотрим некоторое значение входного сопротивления в таблице ниже.

Ответ в том, что высокий входной импеданс хорош для схемы усилителя, чтобы иметь хорошее усиление входного сигнала, в противном случае мы получаем низкое напряжение, поэтому низкое усиление.

Я надеюсь, что это может помочь, спасибо.

— м салим
источник

1

Чтобы получить все напряжение от источника до цели без потерь.
Вам нужен высокий входной импеданс. Этот принцип называется «мостовым напряжением» или «мостовым сопротивлением».

Это относительно низкий выходной импеданс к более высокому входному импедансу.
Обычно входное сопротивление по крайней мере в десять раз выше, чем выходное сопротивление.

Блокировка напряжения,
которая максимизирует передачу сигнала напряжения на нагрузку.
Другой типичной конфигурацией является «соединение согласования импедансов»,
которое максимизирует мощность, подаваемую на нагрузку.

Высокий импеданс не всегда хорош, но он варьируется от приложения к приложению. Чтобы согласовать полное сопротивление с другими цепями, разработчик выберет высокий входной импеданс, используя ссылку теоремы «Передача максимальной мощности Thoerem».

— Gouse Shaik
источник

1

При высокочастотном согласовании импеданса снижается отраженная мощность (подробнее смотрите в линиях передачи).

— russ_hensel

1

Электрический сигнал имеет две составляющие: (а) составляющая напряжения (б) составляющая тока.

Для создания усилителя мощности требуется одинаковое усиление обоих компонентов, и применяется «Теорема о максимальной передаче мощности»: то есть сопротивление нагрузки должно равняться (чисто теоретическому) сопротивлению источника.

ОТМЕТЬТЕ, что импеданс души не является истинным импедансом - он не может быть измерен, но только рассчитан.

Для управления активным компонентом (клапаном или полевым транзистором, который имеет высокий входной импеданс - большой В / малый I), усилитель напряжения должен работать с низким импедансом источника, но с относительно низким импедансом. (Теорема Тевенина.)

Для возбуждения активного компонента (биполярный танзистор), который имеет низкий входной импеданс - малое V / большое I), «усилитель тока» должен приводиться в действие с высоким импедансом источника, но с относительно высоким импедансом. (Теорема Нортона.)

— Кен Грин
источник

0

Высокий вход означает, что вам нужен только сигнал. Или давайте назовем это сообщением напряжения. В этом случае слабый ток хорошо подходит для привода.

Высокий вход не всегда хорошая вещь. В случае, если сигнал не используется, а используется электронная часть (например, для светодиодного освещения), необходимо рассчитать ток и уменьшить выходное сопротивление.

Если вы используете слишком высокое сопротивление при работе с сигнальным сообщением, единственной точкой зрения является емкость для других частей.

Если вы работаете в ВЧ диапазоне частотной модуляции, это становится сложнее. В любом другом случае, да, хороший вход - это хорошая вещь, чтобы иметь меньшее энергопотребление.

С уважением

— Nasenbaer
источник

0

Высокий импеданс не всегда хорош, когда ток должен течь для достижения желаемого результата. Например, электроды большой площади и проводящее желе используются для понижения импеданса в великом изобретении Эдисона - электрическом стуле.

— richard1941
источник