ทำไมอิมพีแดนซ์อินพุตสูงถึงดี?

บางทีไร้เดียงสา แต่

• ทำไมอิมพีแดนซ์สูงถึงเป็นสิ่งที่ดี?
• ความต้านทานอินพุตสูงมักเป็นสิ่งที่ดีหรือไม่?

มันเป็นสิ่งที่ดีสำหรับอินพุตแรงดันไฟฟ้าราวกับว่าอิมพีแดนซ์อินพุตสูงเมื่อเทียบกับอิมพีแดนซ์แหล่งที่มาระดับแรงดันไฟฟ้าจะไม่ลดลงมากเกินไปเนื่องจากเอฟเฟกต์ตัวหาร

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าเรามีสัญญาณพร้อมอิมพิแดนซ์ $10V$$1k\Omega$

เราเชื่อมโยงนี้ให้การป้อนแรงดันไฟฟ้าอินพุตจะ9.99V $1M\Omega$$10V\cdot\frac{1M\Omega}{1M\Omega+1k\Omega} = 9.99V$

ถ้าเราลดความต้านทานอินพุตเป็นเราจะได้$10k\Omega$$10V \cdot \frac{10k\Omega}{10k\Omega + 1k\Omega} = 9.09V$

ลดให้เหลือ 1k และเราจะได้$10V \cdot \frac{1k\Omega}{1k\Omega + 1k\Omega} = 5V$

หวังว่าคุณจะได้ภาพ - โดยทั่วไปแล้วอิมพีแดนซ์อินพุตอย่างน้อย 10 เท่าอิมพีแดนซ์ต้นกำเนิดเป็นความคิดที่ดีในการป้องกันการโหลดที่สำคัญ

ความต้านทานอินพุตสูงไม่ได้เป็นสิ่งที่ดีเสมอไปตัวอย่างเช่นถ้าคุณต้องการถ่ายโอนพลังงานให้ได้มากที่สุดแล้วอิมพีแดนซ์ต้นทางและโหลดควรมีค่าเท่ากัน ดังนั้นในตัวอย่างข้างต้นอิมพิแดนซ์อินพุต 1k จะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด
สำหรับการป้อนข้อมูลปัจจุบันต้านทานของอินพุตต่ำ (นึกคิดศูนย์) เป็นที่ต้องการตัวอย่างเช่นในความต้านทาน (ปัจจุบันแรงดันไฟฟ้า) เครื่องขยายเสียง

ค่า "ดีที่สุด" ของอิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับสถานการณ์และการใช้งาน

เมื่อมันเหมาะสมที่จะมีหรือต้องการอิมพีแดนซ์สูงมันเป็นเพราะมันเป็นการประมาณความต้านทานอนันต์

อินพุตที่ใช้กับแหล่งสัญญาณทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดัน
Vout = Vsignal x Zinput / (Zsource + Zinput)
เพื่อไม่ให้โหลด Zsiganl เป็นศูนย์ (เอาท์พุท impeadance ต่ำหรือไม่มีเลย) และ / หรือ Zinput = infinite
"สูงพอสมควร" เป็นเวอร์ชั่นที่ไม่มีที่สิ้นสุดในทางปฏิบัติจะดีมาก "

ขนาด "เหมาะสม" ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน

ไฟ AC มีความต้านทานต่ำกว่า 1 โอห์ม (ปกติ) มิเตอร์ทดสอบที่มี 1,000 โอห์มตัวต้านทานจะดึงได้ประมาณ 100 มิลลิแอมป์ !!!! จากไฟหลัก 110 VAC แต่จะโหลดลงต่ำกว่า 0.1 โวลต์ของฉันในกระบวนการ มิเตอร์ทดสอบอิมพิแดนซ์อินพุต 1 megohm จะวาดประมาณ 100 uAmp ซึ่งจะยอมรับได้มากกว่า

สำหรับแหล่งความต้านทานสูง "เหมาะสม" จะต้องมีขนาดค่อนข้างใหญ่
อินพุตความต้านทานสูงจะวางภาระน้อยมากบนสัญญาณที่ใช้กับ
มันดังนั้นจึงไม่ลดลงในระดับ (หรือไม่มาก) บัฟเฟอร์ความเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันมักจะมี อิมพีแดนซ์ที่สูงมากและมักใช้เป็นอินพุตสำหรับโซ่แอมพลิไฟเออร์หัววัดค่า pH ใช้สำหรับวัดความเป็นกรดและความเป็นด่างของสารละลาย mat มีค่าอิมพิแดนซ์เอาท์พุท 10 ถึง 100 เมกะเฮิร์ตซ์ของระดับแรงดันไฟฟ้า pH ดังนั้นสิ่งใดก็ตามที่พยายามวัดแรงดันต้องไม่พยายามเปลี่ยนแปลงมันในกระบวนการโพรบวัดแรงดันไฟฟ้าจะทำหน้าที่เหมือนตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพอิมพีแดนซ์โพรบต้องเป็นอิมพีแดนซ์ที่วัดได้

โพรบซึ่งมีค่าความต้านทานของวงจรที่ถูกวัด 256 เท่าจะทำให้เกิดข้อผิดพลาด 1 บิตในระบบ 8 บิต
โพรบซึ่งมีค่า 4096 เท่าของความต้านทานของวงจรที่ถูกวัดจะทำให้เกิดข้อผิดพลาด 1 บิตในระบบ 12 บิต

ดังนั้นในการวัดด้วย 1 บิตใน 256 = 1 บิตในระบบ 8 บิตที่มีอิมพิแดนซ์ต้นทาง 1 megohm คุณจำเป็นต้องมีอิมพิแดนซ์อินพุต Megohm 256 สำหรับแหล่งที่มา 10 Megohm คุณต้องมีอิมพิแดนซ์อินพุต 2.6 Gigohn และสำหรับ 100 megohm เราที่คุณต้องการ ... !!!

ตามสูตรข้างต้นสำหรับเอาต์พุตความต้านทานต่ำเป็นสิ่งที่ดีโดยมีอุดมคติเป็นศูนย์ความต้านทาน (แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบ)

จากนั้นจะมีกรณีพิเศษของอิมพีแดนซ์ที่ตรงกันซึ่งแหล่งที่มาและอินพุตเหมือนกัน ครึ่งหนึ่งของสัญญาณถูกกระจายไปที่ INPUT และครึ่งหนึ่งของเอาต์พุต เรื่องใหม่ทั้งหมดสำหรับเวลาอื่น

อิมพีแดนซ์อินพุตแบบไม่ จำกัด จะอนุญาตให้หนึ่งป้อนแรงดันไฟฟ้าจำนวนเท่าใดก็ได้ลงในโหลดโดยไม่ดูดซับพลังงาน อิมพีแดนซ์อินพุตเป็นศูนย์จะอนุญาตให้หนึ่งป้อนกระแสไฟฟ้าจำนวนเท่าใดก็ได้ลงในโหลดโดยไม่ดูดซับพลังงานใด ๆ ในกรณีที่ใครอยากรู้สึกถึงแรงดันไฟฟ้าโดยไม่ต้องดูดซับพลังงานความต้านทานที่ไม่มีที่สิ้นสุดจึงเป็นอุดมคติ ในทางกลับกันหากใครต้องการสัมผัสกระแสไฟฟ้าความต้านทานศูนย์เป็นอุดมคติ

แม้ว่าบางครั้งเราต้องการโหลดที่ไม่ดูดซับพลังงาน แต่ก็มีบางครั้งที่ต้องการป้อนพลังงานเข้าสู่โหลด ปริมาณพลังงานที่ป้อนเข้าสู่โหลดจะถูกขยายให้ใหญ่สุดเมื่ออิมพิแดนซ์อินพุตของโหลดตรงกับอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของสิ่งที่กำลังขับ อย่างไรก็ตามสถานการณ์นี้ไม่ได้หมายถึงการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ขึ้นอยู่กับสิ่งที่ขับรถโหลดอิมพีแดนซ์ที่สูงขึ้นหรือต่ำลงอาจทำให้อุปกรณ์การขับขี่สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นหรือน้อยลงภายใน

คำว่า "ความต้านทานอินพุตสูง" มักเกี่ยวข้องกับเครื่องขยายเสียง (เครื่องขยายเสียงความถี่กลางเสียง ... ฯลฯ )

ลองพิจารณาวงจรต่อไปนี้:

แรงดันไฟฟ้าขาเข้ามีความต้านทานภายใน ( ) แรงดันไฟฟ้านี้จะถูกส่งไปยังฐานของทรานซิสเตอร์เพื่อขยายสัญญาณ เราคำนวณแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งเรียกว่าดังนี้: Z ฉันn Z ฉันn$V_{in}$$Z_{in}$$Z_{in}$$v$

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

นั่นเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำมากเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าอินพุต

หากเราใช้ , , เราจะได้รับ:$V_{in}=5V$$Z.V_{in}=2000Ω$$Z_{in}=1,000,000Ω=1MΩ$

นั่นเป็นแรงดันที่ดีเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าอินพุต

เรามาดูค่าของอิมพิแดนซ์อินพุตในตารางด้านล่าง

คำตอบคือความต้านทานอินพุตสูงเป็นสิ่งที่ดีสำหรับวงจรเครื่องขยายเสียงที่จะมีการขยายสัญญาณที่ดีของสัญญาณอินพุตอื่น ๆ ที่ชาญฉลาดเราได้รับแรงดันไฟฟ้าต่ำในการขยายสัญญาณต่ำดังนั้น

ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะช่วยได้ขอบคุณ

เพื่อรับแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจากแหล่งจ่ายไปยังเป้าหมายโดยไม่สูญเสีย
คุณต้องการอิมพิแดนซ์อินพุตสูง หลักการนี้เรียกว่า "การเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้า" หรือ "การเชื่อมต่อความต้านทาน"

นั่นคืออิมพิแดนซ์เอาต์พุตแบบสัมพัทธ์ต่ำกับอิมพีแดนซ์อินพุตที่สูงขึ้น
โดยปกติแล้วอิมพิแดนซ์อินพุตจะสูงกว่าอย่างน้อยสิบเท่าจากนั้นอิมพีแดนซ์เอาต์พุต

Voltage Bridging
one ที่เพิ่มการถ่ายโอนสัญญาณแรงดันไปยังโหลดสูงสุด
การกำหนดค่าทั่วไปอื่น ๆ คือ "การเชื่อมต่อการจับคู่ความต้านทาน"
ซึ่งเพิ่มพลังงานให้กับโหลดสูงสุด

ความต้านทานสูงไม่ได้ดีเสมอไป แต่จะแตกต่างกันไปในแต่ละแอพพลิเคชัน ในการจับคู่อิมพิแดนซ์กับวงจรอื่นนักออกแบบจะเลือกอิมพิแดนซ์อินพุตสูงโดยใช้การเชื่อมโยงทฤษฎี "การถ่ายโอนพลังงานสูงสุด Thoerem"

สัญญาณไฟฟ้ามีสององค์ประกอบ: (a) องค์ประกอบแรงดันไฟฟ้า (b) ส่วนประกอบปัจจุบัน

ในการสร้างเพาเวอร์แอมป์จำเป็นต้องมีการขยายสัญญาณที่เท่ากันทั้งสององค์ประกอบและ"ทฤษฎีการถ่ายโอนกำลังไฟฟ้าสูงสุดใช้: นั่นคือโหลดอิมพิแดนซ์โหลดจะต้องเท่ากัน (ในทางทฤษฎีล้วนๆ)

NOte ที่ความต้านทานแบบ soure ไม่ใช่ความต้านทานที่แท้จริง - ไม่สามารถวัดได้ แต่คำนวณเพียงอย่างเดียว

ในการขับเคลื่อนส่วนประกอบที่ใช้งาน (วาล์วหรือ FET ที่มีความต้านทานอินพุตสูง - V / เล็กขนาดใหญ่ I) แอมป์แรงดันไฟฟ้าจะต้องขับเคลื่อนจากความต้านทานแหล่งที่มาต่ำ แต่ส่งจากความต้านทานค่อนข้างต่ำ (ทฤษฎีบทของ Thevenin)

ในการขับเคลื่อนองค์ประกอบที่ใช้งาน (bipolar tansistor) ซึ่งมีความต้านทานอินพุตต่ำ - V / ใหญ่ I ขนาดเล็ก) "แอมป์ปัจจุบัน" จะต้องขับเคลื่อนจากความต้านทานแหล่งที่มาสูง แต่ส่งจากความต้านทานค่อนข้างสูง (ทฤษฎีบทของนอร์ตัน)

อินพุตสูงหมายความว่าคุณต้องการเพียงสัญญาณ หรือให้เรียกมันว่าข้อความของแรงดันไฟฟ้า ในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าต่ำสามารถปรับได้

การป้อนข้อมูลสูงนั้นไม่ใช่สิ่งที่ดีเสมอไป ในกรณีที่ไม่ได้ใช้สัญญาณ แต่ขับส่วนที่เป็นอิเล็กตรอน (เช่นไฟ LED) คุณจำเป็นต้องคำนวณกระแสและคุณต้องลดความต้านทานเอาต์พุต

หากคุณใช้ความต้านทานสูงเกินไปในขณะที่ทำงานกับข้อความสัญญาณมุมมองเดียวเท่านั้นคือความสามารถในการไปยังส่วนอื่น ๆ

หากคุณกำลังทำงานในช่วงการปรับความถี่ HF มันจะยากขึ้น ในกรณีอื่น ๆ ใช่อินพุตสูงเป็นสิ่งที่ดีที่จะใช้เพื่อให้มีการใช้พลังงานน้อยลง

ความนับถือ

ความต้านทานสูงไม่ดีเสมอเมื่อกระแสต้องไหลเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ ยกตัวอย่างเช่นขั้วไฟฟ้าขนาดใหญ่และเจลลี่นำไฟฟ้าถูกใช้เพื่อลดความต้านทานในเก้าอี้ไฟฟ้า