Dlaczego wysoka impedancja wejściowa jest dobra?

50

Być może naiwne, ale

Dlaczego wysoka impedancja wejściowa jest dobra?
Czy wysoka impedancja wejściowa zawsze jest dobra?

impedance

— Każdy
źródło

58

Dobrze jest dla wejścia napięciowego , ponieważ jeśli impedancja wejściowa jest wysoka w porównaniu do impedancji źródłowej, poziom napięcia nie spadnie zbyt mocno z powodu efektu dzielnika.

Powiedzmy, że mamy sygnał o impedancji . $10V$ $1k\Omega$

Łączymy to do wejściu, napięcie wejściowe będzie . $1M\Omega$ $10V\cdot\frac{1M\Omega}{1M\Omega+1k\Omega} = 9.99V$

Jeśli zmniejszymy impedancję wejściową do , otrzymamy $10k\Omega$ $10V \cdot \frac{10k\Omega}{10k\Omega + 1k\Omega} = 9.09V$

Zmniejsz go do 1k, a otrzymamy $10V \cdot \frac{1k\Omega}{1k\Omega + 1k\Omega} = 5V$

Mam nadzieję, że otrzymujesz obraz - ogólnie impedancja wejściowa co najmniej 10 razy większa niż impedancja źródłowa jest dobrym pomysłem, aby zapobiec znacznemu obciążeniu.

Wysoka impedancja wejściowa nie zawsze jest dobra, na przykład jeśli chcesz przenieść jak najwięcej mocy, to impedancja źródła i obciążenia powinna być równa. W powyższym przykładzie impedancja wejściowa 1k byłaby najlepszym wyborem.
Dla wejścia prądowego pożądana jest niska impedancja wejściowa (idealnie zerowa), na przykład we wzmacniaczu transimpedancyjnym (prąd do napięcia).

— Oli Glaser
źródło

3

Ludzie zawsze używają dopasowanego obciążenia dla maksymalnego punktu przeniesienia mocy. Żadne z moich urządzeń dużej mocy tego nie robi. Nie chcesz rozpraszać tony energii w swoim źródle, zamiast tego używają one wyższego napięcia i projektujesz dla wysokiej impedancji obciążenia. Nie wspominając, że nie rozumiem twojego punktu, ale po prostu zanotuj to dla innych.

— Kortuk

2

W celu maksymalnego przeniesienia mocy źródło powinno mieć możliwie najniższą impedancję wyjściową. Jeśli jednak źródło ma stosunkowo wysoką impedancję wyjściową i nie można go zmodyfikować, wówczas obciążenie powinno mieć tę samą impedancję dla maksymalnej mocy. Jeśli impedancja obciążenia jest wyższa, moc będzie niższa, jeśli impedancja obciążenia będzie mniejsza, większa moc zostanie rozproszona przez obciążenie. Dlatego wzmacniacze lampowe wykorzystują transformatory wyjściowe, aby dopasować wysoką impedancję wzmacniacza i niską impedancję głośników.

— Pentium100 14.04.12

13

„Najlepsza” wartość impedancji zależy od sytuacji i zastosowania.

Kiedy właściwe jest posiadanie lub potrzebowanie wysokiej impedancji, dzieje się tak, ponieważ jest to przybliżenie do nieskończonej impedancji.

Wejście zastosowane do źródła sygnału działa jak dzielnik napięcia.
Vout = Vsignal x Zinput / (Zsource + Zinput)
Aby nie ładować, Zsiganl jest równy zero (niski lub brak impulsu) i / lub Zinput = nieskończony.
„Odpowiednio wysoka” to praktyczna wersja nieskończoności byłaby miła ”.

Wielkość „odpowiednio” zależy od zastosowania.

Sieć AC ma impedancję znacznie poniżej 1 oma (zwykle). Miernik testowy o impedancji prądu 1000 omów pobiera około 100 mA !!!! z sieci 110 VAC, ale obciążałbym go tylko poniżej 0,1 wolta. Testowy miernik o impedancji wejściowej 1 megahm pobierałby około 100 uAmp, co byłoby znacznie bardziej do przyjęcia.

Dla źródeł o wysokiej impedancji „odpowiednio” musi być dość duża.
Wejście o wysokiej impedancji przykłada bardzo małe obciążenie do przyłożonego do niego sygnału.
W ten sposób nie zmniejsza go poziom (lub niewiele). Bufor wzmocnienia jedności zwykle ma bardzo wysoka impedancja i często jest stosowana jako stopień wejściowy do łańcucha wzmacniacza. Sonda pH, używana do pomiaru kwasowości i zasadowości roztworu, ma impedancję wyjściową od 10 do 100 megaomów. Poziom napięcia jest bezpośrednią miarą pH. Więc wszystko, co zmierzy napięcie, musi starać się go nie zmieniać. Sonda do pomiaru napięcia będzie działać skutecznie jak dzielnik napięcia. Impedancja sondy musi być >> zmierzoną impedancją, jeśli obciążenie nie ma wystąpić.

Sonda, która ma 256-krotną impedancję mierzonego obwodu, spowoduje 1-bitowy błąd w systemie 8-bitowym.
Sonda, która jest 4096 razy większa niż impedancja mierzonego obwodu, spowoduje 1-bitowy błąd w systemie 12-bitowym.

Aby zmierzyć 1 bitem w 256 = 1 bit w systemie 8 bitów z impedancją źródła 1 Megohm, potrzebujesz impedancji wejściowej 256 Megohm. Dla źródła 10 Megohm potrzebujesz impedancji wejściowej 2,6 Gigohn. A do 100 Megohmów potrzebujesz ... !!!

Zgodnie z powyższym wzorem dla wyjść wyjściowa impedancja LOW jest dobra, przy czym idealna jest impedancja zerowa (idealne źródło napięcia).

Następnie jest specjalny przypadek dopasowanych impedancji, w których źródło i wejście są takie same. Połowa sygnału jest rozpraszana w WEJŚCIU, a połowa na wyjściu (przy założeniu inaczej bezstratnego połączenia) ALE nie ma odbić z powodu niedopasowania impedancji. Zupełnie nowy temat na inny czas.

— Russell McMahon
źródło

2

Nieskończona impedancja wejściowa pozwoliłaby podać dowolną ilość napięcia do obciążenia bez pochłaniania jakiejkolwiek mocy. Zerowa impedancja wejściowa umożliwiłaby doprowadzenie dowolnej ilości prądu do obciążenia bez pochłaniania jakiejkolwiek mocy. W przypadkach, gdy chce się wyczuć napięcie bez pochłaniania mocy, impedancja nieskończona jest zatem idealna; i odwrotnie, jeśli ktoś chce wyczuć prąd, idealna jest impedancja zerowa.

Chociaż czasami chce się obciążenia, które nie absorbuje żadnej mocy, zdarza się, że chce się zasilić ładunek. Ilość mocy doprowadzanej do obciążenia zostanie zmaksymalizowana, gdy impedancja wejściowa obciążenia będzie odpowiadać impedancji wyjściowej tego, co je napędza. Ta sytuacja nie oznacza jednak maksymalnej wydajności energetycznej. W zależności od tego, co napędza obciążenie, wyższa lub niższa impedancja wejściowa może powodować, że urządzenie napędowe marnuje wewnętrznie więcej lub mniej energii.

— supercat
źródło

2

Słowo „wysoka impedancja wejściowa” jest zawsze związane ze wzmacniaczem (wzmacniacz mocy pośredniej częstotliwości audio ... itd.)

Rozważmy następujący obwód:

Napięcie wejściowe ma impedancję wewnętrzną ( ) to napięcie wstrzykiwane do podstawy tranzystora w celu wzmocnienia sygnału. Napięcie obliczamy na , zwane w następujący sposób: $V_{in}$ $Z_{in}$ $Z_{in}$ $v$

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

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

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

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

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

To bardzo niskie napięcie w porównaniu z napięciem wejściowym.

Jeśli weźmiemy , , otrzymamy: $V_{in}=5V$ $Z.V_{in}=2000Ω$ $Z_{in}=1,000,000Ω=1MΩ$

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

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

To dobre napięcie w porównaniu z napięciem wejściowym.

Zobaczmy wartość impedancji wejściowej w poniższej tabeli.

Odpowiedź jest taka, że wysoka impedancja wejściowa jest dobra dla obwodu wzmacniacza, aby miał dobre wzmocnienie sygnału wejściowego, w przeciwnym razie dostajemy niskie napięcie, więc niskie wzmocnienie.

Mam nadzieję, że to może pomóc, dziękuję.

— m salim
źródło

1

Aby uzyskać całe napięcie ze źródła do celu bez strat.
potrzebujesz wysokiej impedancji wejściowej. Zasada ta nazywana jest „mostkowaniem napięcia” lub „mostkiem impedancyjnym”.

Jest to względnie niska impedancja wyjściowa do wyższej impedancji wejściowej.
Zwykle impedancja wejściowa jest co najmniej dziesięć razy wyższa niż impedancja wyjściowa.

Mostkowanie napięcia,
które maksymalizuje transfer sygnału napięcia do obciążenia.
Inną typową konfiguracją jest „połączenie dopasowania impedancji”,
które maksymalizuje moc dostarczaną do obciążenia.

Wysoka impedancja nie zawsze jest dobra, ale zmienia się w zależności od aplikacji. W celu dopasowania impedancji z innymi obwodami projektant wybierze wysoką impedancję wejściową za pomocą twierdzenia „ Link maksymalnej mocy Thoerem”

— Gouse Shaik
źródło

1

Dopasowywanie impedancji przy wysokiej częstotliwości zmniejsza moc odbitą (więcej informacji na temat linii przesyłowych).

— russ_hensel

1

Sygnał elektryczny ma dwa elementy: (a) składnik napięcia (b) składnik prądu.

Aby zbudować wzmacniacz POWER, konieczne jest równe wzmocnienie obu komponentów i zastosowanie ma „Twierdzenie o maksymalnym przenoszeniu mocy: tzn. Impedancja obciążenia musi być równa (czysto teoretyczna) impedancji źródła.

Pamiętaj jednak, że impedancja soure nie jest prawdziwą impedancją - nie można jej zmierzyć, a jedynie obliczyć.

Aby napędzać element aktywny (zawór lub FET o wysokiej impedancji wejściowej - duże V / małe I), wzmacniacz napięcia musi być napędzany z niskiej impedancji źródła, ale dostarczać ze stosunkowo niskiej impedancji. (Twierdzenie Thevenina).

Aby sterować aktywnym składnikiem (bipolarnym tansistorem), który ma niską impedancję wejściową - małe V / duże I), „wzmacniacz prądu” musi być napędzany z wysokiej impedancji źródła, ale dostarczać ze stosunkowo wysokiej impedancji. (Twierdzenie Nortona.)

— Ken Green
źródło

0

Wysoka wartość wejściowa oznacza, że potrzebujesz tylko SYGNAŁU. Lub nazwijmy to wiadomością napięcia. W takim przypadku niski prąd jest odpowiedni do napędzania urządzenia.

Wysoki wkład NIE zawsze jest dobrą rzeczą. W przypadku nieużywania sygnału, ale napędzania części elektronicznej (na przykład dla światła LED) należy obliczyć prąd i zmniejszyć rezystancję wyjściową.

Jeśli używasz zbyt wysokiej rezystancji podczas pracy z komunikatem sygnałowym, jedynym punktem widzenia jest pojemność na inne części.

Jeśli pracujesz w zakresie modulacji częstotliwości w wysokiej częstotliwości, staje się to trudniejsze. W każdym innym przypadku tak, dobrze jest użyć wysokiego nakładu, aby zmniejszyć zużycie energii.

pozdrowienia

— Nasenbaer
źródło

0

Wysoka impedancja nie zawsze jest dobra, gdy prąd musi płynąć, aby osiągnąć pożądany rezultat. Na przykład elektrody o dużej powierzchni i galaretka przewodząca są używane do obniżenia impedancji w wielkim wynalazku Edisona, krześle elektrycznym.

— richard1941
źródło