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输入阻抗和输出阻抗的理解

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2019-03-30 21:10    浏览量:
了解输入阻抗和输出阻抗
 
首先,输入阻抗
 
输入阻抗是指电路输入的等效阻抗。将电压源U添加到输入端并测量输入端的电流I,然后输入阻抗Rin为U / I.您可以将输入视为电阻的两端,其电阻值是输入阻抗。输入阻抗与普通电抗元件的输入阻抗没有什么不同,后者反映了当前阻塞的大小。对于电压驱动电路,输入阻抗越大,电压源负载越轻,驱动越容易,并且不影响信号源,而对于电流驱动电路,输入阻抗越小,电流源上的负载较轻。因此,大家可以认为:如果是由电压源驱动,输入阻抗越大越好;如果是由电流源驱动,阻抗越小越好(注意:只适用于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。)另外,如果你想获得最大输出功率
 
还应考虑阻抗匹配问题
 
二,输出阻抗无论信号源,放大器和电源如何,都存在输出阻抗问题。输出阻抗是信号源的内阻。最初,对于理想的电压源(包括电源),内部电阻应为0,或理想电流源的阻抗应为无穷大。电路设计中的输出阻抗是最特别关注但真正的电压源,你不能这样做。大家经常使用理想电压源与电阻器R方法串联以等效实际电压源。该电阻r与理想电压源串联,是(信号源/放大器输出/电源)的内部电阻。当此电压源为负载供电时,将有电流I流过负载,
 
并且在该电阻上产生IXR的电压降。这将导致功率输出电压下降,从而限制最大输出功率(如果最大输出功率受限,请参见后面的“阻抗匹配”问题)。同样,理想的电流源,输出阻抗应无限大,但实际电路是不可能的
 
三。阻抗匹配
 
阻抗匹配是指信号源或传输线与负载之间的合适匹配方法。阻抗匹配分为低频和高频情况。让大家从直流电压源开始来驱动负载。由于实际的电压源,总有内阻(见输出阻抗Q),大家可以把一个实际的电压源,相当于一个理想的电压源用一个电阻R系列型号。假设负载电阻为R,电源EMF为U,内部电阻为R,那么大家可以计算出流经电阻R的电流为:I = U /(R + r),可以看出负载电阻R越小,输出电流越大。负载R上的电压为:Uo = IR = U / [1+(r / R)],可以看出负载电阻R越大,
 
输出电压Uo越高。然后计算电阻器R消耗的功率是:
 
P = i2xr = [U /(R + R)] 2XR = u2xr /(R2 + 2XRXR + R2)
 
= U2xr / [(r-r)2 + 4XRXR]
 
= U2 / {[(r-r)2 / R] + 4XR}对于给定的信号源,其内部电阻r是固定的,而负载电阻R由大家选择。在音符[(RR)2 / R]中,当R = r时,[(rr)2 / R]可以得到最小值0,此时最大输出功率pmax = u2 /(4XR)可以在负载电阻R.也就是说,当负载电阻等于信号源的内阻时,负载可以获得最大输出功率,这是大家常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路,该结论也适用于低频电路和高频电路。当AC电路包含电容或感知阻抗时,结论会发生变化,即需要信号源和负载阻抗,虚部彼此相反,这称为共同的阻塞匹配。在低频电路中,大家一般不考虑传输线匹配问题,只考虑信号源与负载之间的情况,因为低频信号相对于传输线的波长很长,传输线可以视为“短线”,反射可以即使反射回来,它也与原始信号相同)。从上面的分析,大家可以得出结论,如果大家需要一个大的输出电流,大家选择一个小的负载R,如果大家需要一个大的输出电压,选择一个大的负载R;如果大家需要最大输出功率,则选择与信号源内阻匹配的电阻R.有时t这是另一层阻抗不匹配,例如,某些仪器输出是在特定负载条件下设计的,如果负载条件发生变化,它们可能无法达到原始性能,那么大家也称之为阻抗不匹配。在高频电路中,大家还必须考虑反射问题。当信号的频率非常高时,信号的波长很短,当波长较短并且传输线的长度可以比??较时,叠加在原始信号上的反射信号会改变原始信号的形状。信号。在负载端生成反射。为什么阻抗不匹配会产生反射和特征阻抗求解方法,涉及二阶偏微分方程解,这里大家不再赘述,可以对电磁场和微波书中的传输线理论感兴趣。传输线的特征阻抗(也称为特征阻抗)
 
由传输线的结构和材料决定,并且与传输线的长度以及信号的幅度和频率无关。例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Ω,而一些常用的射频设备特性阻抗为50Ω同轴电缆。还有一种常见的传输线是平行的,具有300Ω的特征阻抗,这在农村地区使用的电视天线机架上更常见,用于制作八个木质天线的馈线。由于电视RF输入的输入阻抗为75Ω,因此300Ω馈线不匹配。在实践中,如何解决这个问题?我不知道你是否注意到电视配件,有一个300Ω到75Ω的阻抗转换器(塑料封装,一端带圆形插头的大小约为两个大小)。它实际上是一个传输线变压器,阻抗为300欧姆,改为75Ω,因此可以匹配。重要的是要强调特征阻抗不是大家通常理解的电阻的概念,它与传输线的长度无关,并且不能通过使用欧姆表来测量。为了不产生反射,如果阻抗不匹配会产生任何不良后果,那么负载阻抗应该等于传输线的特征阻抗,这是传输线的阻抗匹配?如果它不匹配,它将形成一个反射
 
在传输线上形成驻波(简单的理解是一些地方在某些地方具有强信号和弱信号),导致传输线的有效功率容量减小;功率发射不会消失,甚至可能损坏发射设备。如果电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配,则会引起冲击,辐射干扰当阻抗不匹配时,有什么方法可以匹配?首先,考虑使用变压器进行阻抗转换,就像上面的电视机一样。其次,您可以考虑使用串联/并联电容器或电感器,这些电容器通常用于调试RF电路。第三,您可以考虑使用串联/并联电阻的方法。有些驱动器具有低阻抗,可以连接合适的电阻以匹配传输线,例如高速信号线,有时与数十欧元的电阻串联。一些接收器的输入阻抗相对较高,并联电阻的方法可用于匹配传输线,例如485总线接收器,
 
120欧元的匹配电阻通常与数据线终端并联。为了帮助您理解阻抗不匹配时的反射问题,让我举两个例子:假设您正在练习拳击沙袋。如果它是一个合适的,难以使用的沙袋,你会觉得很舒服。但是,如果有一天我篡改沙袋,例如,它被铁沙取代,你仍然用过去的力量击打它,你的手可能难以承受 - 这是超载的情况,这可以产生很多反弹相反,如果我用非常轻和轻的东西替换内部,当你打孔时你可能是空的,你的手可能是无法忍受的 - 这是负载太轻的地方。另一个例子,
 
我不知道你是否曾经有过这样的经历:只是看不到楼梯上下楼梯,当你认为有楼梯时,会有“负荷不匹配”的感觉。当然,也许这样的例子不合适,但大家可以用它来理解负载不匹配时的反射。为什么前置放大器的输入电平阻抗很高?
 
增加阻抗的方法有哪些方法高输入阻抗表示??电路吸取的电源(或前级电路的输出)功耗低,电源或前级可以驱动更多负载。
 
对于测量电路,如电子电压表,示波器等,需要高输入阻抗,以便对被测电路的影响小l访问仪表后尽可能 改进方法:(1)场效应管,输入阻抗自然高。 (2)使用自升式方法增加输入阻抗。
 
(3)使用共用的放大器电路,晶体管放大器电路的输入电平一般连接到一个共同的集合。理想情况下,电压驱动的后电路仅吸取来自前级的电压,没有电流,并且不吸取功率,前级几乎为空,因此阻抗越大,驱动越容易。
 
实际上,后置输入阻抗只能接近无穷大,如真空管或CMOS器件输入可以达到GΩ级别,前级吸入电流及其微小。
 
如Fet,属于电压驱动型,由其电路组成,是电压驱动电路,因为其输入阻抗很大,其输入电流可忽略不计,则忽略功耗;
 
另一方面,晶体管属于电流驱动型,它是电流驱动型的电路,因为它需要注入电流才能工作,虽然它的输入阻抗相对较小,但仍会产生一定的功耗。
 
个人理解:所谓的输入阻抗主要与电路本身消耗的功率有关(可以理解为无意义的损耗),对于电压驱动电路,阻抗越大,电流越小,P = I * I * R,电流驱动电路越小,阻抗越小,P = I * I * R越小,功耗越小,因此对于后级电路,
 
您可以输出更大的功率。

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