Входное сопротивление

У любого электрического устройства, для работы которого требуется сиг­нал, имеется входное сопротивление. Точно так же, как и любое другое сопротивление, вход­ное сопротивление устройства есть мера тока, текущего по входной цепи, когда ко входу приложено определенное напряжение.

Например, входное сопротивление 12-вольтовой осветительной лампы, потребляющей 0,5 А, равно 12/0,5 = 24 Ом. На первый взгляд, наличие в схеме конденсаторов, резисто­ров и полупроводниковых p-n переходов делает определение входного сопротивления трудным. Однако любую входную цепь, какой бы сложной она ни была, можно представить в виде простого импеданса (рис9.5).

Рис. 9.5. Схема с парой входных клемм, иллюстрирующая понятие входного импеданса Z_in.

Если V_in — напряжение переменного входного сигнала, а I_in — пере­менный ток, текущий по входной цепи, то входной импеданс равен

Z_in = V_in/I_in

У большинства схем входной импеданс имеет резистивный (омический) характер в широком диапазоне частот, в пределах которого сдвиг по фазе между входным напряжением и входным током пренебрежимо мал. В этом случае справедлив за­кон Ома и нет необходимости в алгебре комплексных чисел и в векторных диаграммах, применяемых к цепям с реактивными элементами. Важно от­метить, однако, что из омического характера входного импеданса не обяза­тельно следует возможность его измерения на постоянном токе; на пути входного сигнала могут находиться реактивные компоненты (например, разделительный конденсатор), которые несущественны в отношении пере­менного сигнала на средних частотах, но не позволяют проводить измере­ния во входной цепи на постоянном токе.

Измерение входного сопротивления

Cпособ измерения входного сопротивления по­казан на рис. 9.6.

Рис. 9.6. Измерение входного сопротивления

Резистор с известным сопротивлением R Ом включают между генератором и входом схемы. Затем с помощью осцил­лографа или вольтметра переменного напряжения с высокоомным входом измеряются напряжения V₁, и V₂ по обе стороны резистора R.

Если I

in — переменный входной ток (в амперах), то, согласно закону Ома, на резисторе R падает напряжение, равное

V₁ – V₂ = RI_in вольт.

Поэтому

I_in = (V₁ – V₂)/R ампер.

Входное сопротивление

Z_in = V₂/I_in,

следовательно,

Z_in = V₂R/(V₁ – V₂) = R/(V₁/V₂ – 1) Ом.

Если схема является усилителем, то V₁, и V₂, удобнее измерять на выходе усилителя: V

1 = V_вых1/k измеряется при непос­редственном подключении генератора ко входу, а V₂ = V_вых2/k — при последовательном включении со входом резистора R. Поскольку в выражении для Z_in присутствует отношение V₁/V₂, то

V₁/V₂ = V_вых1/V_вых2 .

Пример: если включение последова­тельно со входом резистора с сопротивлением 10 кОм вызывает уменьшение на­пряжения на выходе усилителя наполовину, то V₁/V₂

= 2 и Z_in = 10 кОм.

Выходное сопротивление

Пример, дающий представление о выходном сопротивлении: свет фар автомобиля тускнеет при работе стартера. Большой ток, по­требляемый стартером, вызывает падение напряжения внутри аккумулято­ра, в результате чего напряжение на его клеммах уменьшается и свет фар становится менее ярким. Это падение напряжения происходит на выходном сопротивлении аккумулятора, возможно, более известном как внутреннее сопротивление или сопротивление источника. Этот пример можно распространить на все вы­ходные цепи, включая цепи постоянного и переменного тока, у которых всегда имеется определенное выходное сопротивление, соединенное с ис­точником напряжения.

Теорема Тевенина гласит, что каждую электрическую цепь с двумя выводами, состоящую из источников напряжения и сопротивлений, можно заменить на последовательно включенные, одно сопротивление и один источник ( рис.

9.7), где Z_out — выходной импеданс, а V- выходное напряжение холостого хода, то есть напряжение на выходе разомкнутой цепи.

Рис. 9.7. Эквивалентная схема, применимая к любой паре выходных клемм в соответствии с теоремой Тевенина

Из рис. 9.7, видно, что, когда к выходным клеммам подключается резистор или входные клеммы другого устройства, часть напряжения источника V падает на внутреннем импедансе Z

out . Обычно выходной импеданс схем имеет резистивный (омический) характер в широком диапазоне частот, и поэтому Z_out можно заменить — выходным сопротивлением R_out.

Электроника

В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев Электроника. М: Высшая школа, 1991 г. — 622 с. В книге рассмотрены принципы работы и основы теории электронных приборов и схем, приведены основные сведения о принципе работы и свойствах типовых элементов электронных и оптоэлектронных устройств, усилительных каскадов, многокаскадных интегральных усилителей, аналоговых преобразователей электрических сигналов, электронных ключей, цифровых схем и автогенераторов. Второе издание (1-е-1982) дополнено новым материалом — пассивными компонентами электронных цепей, компонентами устройств для отображения информации, аналоговыми преобразователями электрических сигналов, перемножителями напряжений и детекторами электрических сигналов. К книге добавлены главы из первого издания, усеченные во 2-м. Для студентов вузов, обучающихся по направлениям «Биомедицинская техника», «Приборостроение», «Электроника и микроэлектроника». Будет полезен студентам других направлений электротехнического профиля: «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика» и др. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ § 1.1. РЕЗИСТОРЫ Основные параметры резисторов § 1.2. КОНДЕНСАТОРЫ Основные параметры постоянных конденсаторов 1.3. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ Основные параметры катушки индуктивности (ГОСТ 20718—75) § 1. 4. ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Основные параметры трансформаторов питания ГЛАВА 2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ § 2.1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Основные положения теории электропроводности. Примесная электропроводность. § 2.2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Концентрация носителей зарядов. Уравнения непрерывности. § 2.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ Контакт металл — полупроводник. Контакт двух полупроводников p- и n-типов. Свойства несимметричного p-n-перехода. p-n-переход смещен в прямом направлении Переход, смещенный в обратном направлении. Переходы p-i, n-i-, p+-p-, n+-n-типов. 2.4. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛЬНЫХ p-n-ПЕРЕХОДОВ Пробой p-n-перехода. § 2.5. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ § 2.6. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ Выпрямительные диоды. Основные параметры выпрямительных диодов и их значения у маломощных диодов Импульсные диоды. Полупроводниковые стабилитроны. Варикапы. Диоды других типов. § 2.7. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Математическая модель транзистора. Три схемы включения транзистора. Инерционные свойства транзистора. Шумы транзистора. Н-параметры транзисторов. § 2.8. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИНЖЕКЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ § 2.9. ТИРИСТОРЫ Симметричные тиристоры. Основные параметры тиристоров и их ориентировочные значения § 2.10. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Основные параметры полевых транзисторов и их ориентировочные значения § 2.11. ОСОБЕННОСТИ КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ В МИКРОМИНИАТЮРНОМ ИСПОЛНЕНИИ Пассивные компоненты ИС. Конденсаторы. Индуктивности. Транзисторы ИС. Изоляция компонентов в монолитных интегральных узлах. ГЛАВА 3. КОМПОНЕНТЫ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПОНЕНТАХ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ § 3.2. УПРАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА Основные параметры и характеристики светодиодов § 3. 3. ФОТОПРИЕМНИКИ Основные характеристики и параметры фоторезистора Фотодиоды. Основные характеристики и параметры фотодиода Фототранзисторы. Основные характеристики и параметры фототранзистора Фототиристоры. Многоэлементные фотоприемники. Фотоприемники с внешним фотоэффектом. § 3.4. СВЕТОВОДЫ И ПРОСТЕЙШИЕ ОПТРОНЫ § 3 5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПОНЕНТАХ УСТРОЙСТВ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.6. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.7. ГАЗОНАПОЛНЕННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Основные параметры газонаполненных матричных панелей неременного тока § 3.8. ВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.9. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ГЛАВА 4. УСИЛИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, ИХ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРАХ И ХАРАКТЕРИСТИКАХ § 4.2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСИЛИТЕЛЯМ § 4. 3. СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ § 4.4. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ Каскад с общим стоком. § 4.5. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ Входное сопротивление. § 4.6. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩЕЙ БАЗОЙ § 4.7. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ Сложные эмиттерные повторители. § 4.8. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ § 4.9. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ С ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ И С КАСКОДНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ТРАНЗИСТОРОВ § 4.10. УПРАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА И УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА ИХ ОСНОВЕ 4.11. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ С ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СВЯЗЬЮ 4.12. МОЩНЫЕ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ Каскад с ОБ трансформаторным входом и трансформаторным выходом. Двухтактные выходные каскады. § 4.13. БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ МОЩНЫЕ ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ ГЛАВА 5. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 5.1. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Параметры RC-цепи связи. § 5. 2. УСИЛИТЕЛИ В ИНТЕГРАЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ 5.3. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 5.4. ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ § 5.5. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ § 5.6. ОСОБЕННОСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ И СВОЙСТВА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, ОХВАЧЕННЫХ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ § 5.7. УСТОЙЧИВОСТЬ УСИЛИТЕЛЕЙ И КОРРЕКЦИЯ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛАВА 6. АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 6.1. МАСШТАБНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 6.2. ЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 6.3. ИНТЕГРИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Интеграторы на основе операционных усилителей. § 6.4. ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Активные дифференцирующие устройства. § 6.5. АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ § 6.6. МАГНИТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 6.7. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 6.8. ПЕРЕМНОЖИТЕЛИ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВА, ВЫПОЛНЯЮЩИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ § 6.9. ДЕТЕКТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ГЛАВА 7. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ § 7. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИМПУЛЬСНЫХ ПРОЦЕССАХ И УСТРОЙСТВАХ § 7.2. ДИОДНЫЕ КЛЮЧИ § 7.3. КЛЮЧИ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ § 7.4. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КЛЮЧЕВЫХ ЦЕПЯХ С БИПОЛЯРНЫМИ ТРАНЗИСТОРАМИ 7.5. КЛЮЧИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ § 7.6. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КЛЮЧАХ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ ГЛАВА 8. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ТРИГГЕРЫ, АВТОГЕНЕРАТОРЫ § 8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ § 8.2. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 8.3. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА МОП-ТРАНЗИСТОРАХ § 8.4. ТРИГГЕРЫ § 8.5. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ТРИГГЕРЫ § 8.6. ГЕНЕРАТОРЫ КОЛЕБАНИЙ Генераторы напряжения прямоугольной формы. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). Генераторы напряжения треугольной формы. Генераторы синусоидальных колебаний. Генераторы LC-типа. Генераторы с кварцевыми резонаторами и электромеханическими резонансными системами. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Приложение Схемы включения операционных усилителей ЛИТЕРАТУРА

Входное сопротивление | bartleby

Что такое входной импеданс?РасчетВходной импеданс усилителяВходной и выходной импедансВажность импедансовВходной импеданс линии передачи и операционного усилителяКонтекст и применениеПрактические задачиСвязанные понятия

Что такое входной импеданс?

Это сопротивление, оказываемое потоку тока как статическим, так и динамическим сопротивлением в сеть, которая является внешней по отношению к источнику. Свойства источника для нагрузки были бы такими же, если бы сеть на стороне нагрузки была заменена устройством, у которого выходное сопротивление равно входному сопротивлению эквивалентной схемы. Следовательно, напряжение и ток через входные клеммы будут такими же, как и в выбранной эквивалентной сети нагрузки.

Входное сопротивление и выходное сопротивление определяют, как изменяются ток и напряжение в цепи.

CC BY-SA 4.0 | Изображение предоставлено: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Input_impedance | Cjp24

Расчет

Закон Ома можно использовать для расчета передаточной функции, если мы собираемся создать с одинаковыми характеристиками на стороне входа, поместив входное сопротивление на стороне нагрузки сети, а выходное сопротивление последовательно с источником.

Электрическая эффективность

Значения Zin и Zout часто используются для определения эффективности электрических сетей, и каждый этап оценивается независимо путем разбиения нескольких этапов. Электрические потери сведены к минимуму, когда Zout незначителен по сравнению с Zin. В этом случае Zin>>Zout, которое представляет собой входное сопротивление, намного больше, чем выходное сопротивление.

Коэффициент мощности

В цепях переменного тока потери, вызванные реактивными компонентами, могут быть незначительными. Это называется дисбалансом фаз, когда ток не совпадает по фазе с потенциалом. Поэтому по этой причине произведение тока и потенциала меньше исходного значения, если бы ток и потенциал находились в фазе друг с другом. В случае источника постоянного тока коррекция коэффициента мощности не требуется, так как нет влияния реактивных цепей.

Передача мощности

Когда сопротивление источника равно сопротивлению нагрузки, говорят, что мощность передается в максимальном количестве. Коэффициент мощности корректируется путем компенсации реактивного сопротивления цепи. Схема называется комплексно-сопряженной, когда это происходит. Это не максимизирует эффективность схемы, а максимизирует только передачу мощности. Схема работает с половинной эффективностью, когда передача мощности оптимизирована.

Входное сопротивление усилителя

Входное сопротивление — это входная характеристика усилителя относительно напряжения от источника питания и тока от источника тока на входных клеммах усилителя. Входное сопротивление является одним из важных параметров при разработке усилителей. Он характеризует усилитель в соответствии с эффективным выходным и входным сопротивлениями, включая их мощность и номинальные токи. Входное сопротивление обозначается как Zin, а выходное сопротивление обозначается как Zout.

Чтобы свести к минимуму искажения сигнала, значение импеданса усилителя очень важно для анализа каскадных каскадов усилителя вместе друг за другом. Зин — это сопротивление, которое видит источник. Если значение слишком низкое, это может иметь неблагоприятный эффект нагрузки, и это может повлиять на предыдущий каскад, возможно, повлиять на уровень выходного сигнала и частотно-зависимую характеристику каскада. Усилители с общим эмиттером и общим коллектором обычно имеют высокое значение Zin, любое произвольное синфазное усиление и низкий выходной импеданс, но если Zin ниже желаемого значения, выходное сопротивление предыдущего каскада можно отрегулировать, чтобы нейтрализовать его или каскады можно использовать буферный усилитель. Схема усилителя должна иметь усиление тока наряду с усилением напряжения. Схема также может иметь усиление мощности. Идеальный усилитель должен иметь бесконечный Zin и нулевой выходной импеданс, то есть каждый усилитель должен иметь эти три параметра: высокий входной импеданс, низкий выходной импеданс и полосу пропускания.

Входной и выходной импеданс

Схема усилителя может рассматриваться или представляться как черный ящик с двумя входными и двумя выходными клеммами. Здесь резистор ZS – это выходной резистор, а резистор ZL – входной резистор на первом рисунке.

Если мы посмотрим на эти клеммы схемы, то увидим, что входное и выходное сопротивление представляют собой отношение напряжения к току, протекающему через эти клеммы. Zin зависит от источника, но выходное сопротивление зависит от сопротивления нагрузки. Усиленные входные сигналы представляют собой переменные токи с эквивалентной схемой усилителя, представляющей собой нагрузку. Входное сопротивление может быть от омов (Ом) до килоомов (кОм) для биполярных транзисторов и мегаомов (МОм) для транзисторов на основе полевых транзисторов.

Зин котируется на указанной частоте сигнала. Zin — это отношение входного синусоидального напряжения слабого сигнала к току, протекающему через входные клеммы в заданном диапазоне частотной характеристики. Импеданс выхода также указан для указанной частоты сигнала. Кроме того, если в цепи присутствуют емкость и индуктивность, то на них влияет частота, поэтому Zin также изменяется.

Важность импедансов

Понятие сопротивления входа и выхода очень важно для согласования импедансов. Согласование импеданса — это концепция, согласно которой передача мощности максимальна, когда мощность передается от сопротивления внутреннего источника к сопротивлению нагрузки, то есть когда ZS = ZL.

Входное сопротивление линии передачи и операционного усилителя

Входное сопротивление линии передачи — это сопротивление, воспринимаемое любым входящим в нее сигналом. Затухания нет, если линия идеально подходит для передачи амплитуд сигнала. Когда линия имеет бесконечную длину, входное сопротивление равно волновому сопротивлению. Характеристическое сопротивление определяется как отношение напряжения к току бегущей волны, входящей в линию. Это важный параметр при проектировании этих линий.

Импеданс источника, видимый управляющим устройством операционного усилителя, — это Zin, который должен обеспечиваться источником сигнала. Для неинвертирующего режима входное сопротивление представляет собой сопротивление входной клеммы, измененное эффектами обратной связи, тогда как для инвертирующего режима может быть сложно достичь высокого сопротивления из-за токов утечки в проводке или печатных платах.

Контекст и приложения

Эта тема имеет важное значение на профессиональных экзаменах для бакалавриата, магистратуры и аспирантуры.

• Бакалавр электротехники
• Магистр электротехники

Практические задачи

1. Каково значение входного сопротивления согласованной линии?

1. Импеданс нагрузки
2. Характерное сопротивление
3. Выходной импеданс
4. Устойчивость усилителя напряжения

Ответ: Вариант B

Объяснение: Значение. Значение Имплексии. Используем. Поскольку по сравнению с матчим. Поскольку по сравнению с матчим. Поскольку по сравнению с матчим. Поскольку по сравнению с матчим. Поскольку по сравнению с авантюдной. согласованная линия относится к той же характеристике и входному сопротивлению.

2. Какое сопротивление видит источник?

1. Вход
2. Выход
3. Оба
4. Нет

Ответ: Вариант a

Объяснение: Сопротивление представляет собой входной импеданс источника.

3. Что важно для минимизации искажений?

1. Значение импеданса усилителя
2. Резонанс цепи
3. Значение напряжения питания
4. Значение реактивного сопротивления цепи

Ответ: Вариант а

Пояснение: Для минимизации искажения сигнала значение импеданса усилителя очень важно для анализа последовательно соединенных каскадов усилителя

4. От чего зависит входное сопротивление?

1. Источник
2. Вход напряжения Thevenin
3. Оба
4. Нет

Ответ: Вариант a

5. Когда передача мощности максимальна?

1. RL>RS
2. RL=RS
3. RL
4. None

Answer: Option b

Explanation: The power transfer is maximized when RL=RS  

• Output impedance
• Транзисторы
• Делитель напряжения

Мы обеспечим вас пошаговыми решениями миллионов задач из учебников, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, когда вы в тупике, и многое другое.

Ознакомьтесь с примером решения вопросов и ответов по электротехнике здесь!

*Время ответа зависит от темы и сложности вопроса. Среднее время отклика составляет 34 минуты для платных подписчиков и может быть больше для рекламных предложений.

Изучайте умный доступ к миллионам пошаговых учебников, нашей библиотеке вопросов и ответов и математическому решателю на основе искусственного интеллекта. Кроме того, вы ежемесячно получаете 30 вопросов, которые нужно задать эксперту.

МашиностроениеЭлектротехника

Микроволновая техника

Линия передачи

Входное сопротивление

Понятие входного сопротивления и выходного сопротивления

1. Входное сопротивление

Входное сопротивление — это эквивалентное сопротивление входа цепи. Добавьте на вход источник напряжения U и измерьте ток I на входе. Входное сопротивление Rin равно U/I. Вы можете думать о входе как о конце резистора. Сопротивление этого резистора является входным сопротивлением.

Входное сопротивление ничем не отличается от обычной реактивной составляющей. Он отражает величину текущего блокирующего эффекта. Для схемы, управляемой напряжением, чем выше входной импеданс, тем меньше нагрузка на источник напряжения и тем легче им управлять. Для токовых цепей чем меньше входное сопротивление, тем меньше нагрузка на источник тока. Следовательно, мы можем думать, что если он управляется источником напряжения, входное сопротивление ниже. Больше лучше; если он управляется источником тока, импеданс как можно меньше (Примечание: подходит только для низкочастотных цепей, в высокочастотных цепях также учитывайте проблему согласования импеданса. Кроме того, если вы хотите получить максимальную выходную мощность, Рассмотрите согласование импеданса

2. Выходной импеданс

Независимо от источника или усилителя и источника питания, существует проблема с выходным импедансом. Выходное сопротивление — это внутреннее сопротивление источника сигнала. Первоначально для идеального источника напряжения (включая источник питания) внутреннее сопротивление должно быть равно 0, или идеальный источник тока. Импеданс должен быть бесконечным. Выходному сопротивлению уделяется особое внимание при проектировании схемы, но фактический источник напряжения не может этого сделать. Мы часто используем идеальный источник напряжения последовательно с резистором r, чтобы он был эквивалентен реальному источнику напряжения. Резистор r, включенный последовательно с идеальным источником напряжения, является внутренним сопротивлением (источника сигнала/выхода усилителя/источника питания). Когда этот источник напряжения подает питание на нагрузку, ток I протекает через нагрузку и генерируется на этом резисторе. Падение напряжения I × r. Это приведет к падению выходного напряжения источника питания, что ограничит максимальную выходную мощность (почему ограничивается максимальная выходная мощность, см. следующий вопрос «Согласование импеданса»). Точно так же идеальный источник тока, выходное сопротивление которого должно быть бесконечным, но реальная схема невозможна

3. Согласование импеданса

Согласование импеданса относится к подходящему методу согласования между источником сигнала или линией передачи и нагрузкой. Согласование импеданса делится на низкочастотное и высокочастотное.

Начнем с питания нагрузки от источника постоянного напряжения. Поскольку всегда существует внутреннее сопротивление из-за фактического источника напряжения (см. выходное сопротивление), мы можем использовать фактический источник напряжения, эквивалентный идеальному источнику напряжения. Модель резистора серии r. Предполагая, что сопротивление нагрузки равно R, потенциал источника питания равен U, а внутреннее сопротивление равно r, мы можем рассчитать ток, протекающий через резистор R, как: I=U/(R+r), видно, что нагрузка Чем меньше сопротивление R, тем больше выходной ток. Напряжение на нагрузке R равно: Uo=IR=U/[1+(r/R)]. Видно, что чем больше сопротивление нагрузки R, тем выше выходное напряжение Uo. Затем рассчитайте мощность, потребляемую резистором R, как:

P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2)

=U2×R/[(R-r)2+ 4×R×r]

=U2/{[(R-r)2/R]+4×r}

Для данного источника внутреннее сопротивление r фиксировано, а сопротивление нагрузки R выбирается нами . Обратите внимание, что [(Rr)2/R], когда R=r, [(Rr) 2/R] может получить минимальное значение 0. В это время максимальная выходная мощность Pmax=U2/(4×r) может получить на нагрузочном резисторе R. То есть, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника сигнала, максимальная выходная мощность может быть получена нагрузкой. Это одно из согласований импеданса, о котором мы часто говорим. Для чисто резистивных цепей этот вывод в равной степени применим как к низкочастотным цепям, так и к высокочастотным цепям. Когда цепь переменного тока содержит емкостное или индуктивное сопротивление, вывод меняется, то есть источник сигнала и действительная часть сопротивления нагрузки равны, а мнимые части противоположны друг другу. Это называется сопряженным соответствием. В низкочастотной цепи мы обычно не рассматриваем проблему согласования линии передачи, а рассматриваем только ситуацию между источником сигнала и нагрузкой из-за низкочастотного сигнала. Длина волны очень большая по сравнению с линией передачи. Линия передачи может рассматриваться как «короткая линия». Отражением можно пренебречь (его можно понять так: поскольку линия короткая, даже если она отражается обратно, она такая же, как исходный сигнал). Из приведенного выше анализа мы можем сделать вывод: Если нам нужен большой выходной ток, выберите небольшую нагрузку R; Если нам нужно большое выходное напряжение, выбираем большую нагрузку R. Если нам нужна максимальная выходная мощность, выбираем резистор, соответствующий внутреннему сопротивлению источника сигнала. Иногда несоответствие импеданса имеет другое значение. Например, некоторые выходные данные прибора являются специфическими. В условиях нагрузки, если условия нагрузки изменяются, он может не достичь исходной производительности, тогда нас также называют несоответствием импеданса.

В высокочастотных цепях мы также должны учитывать проблему отражения. Когда частота сигнала высока, длина волны сигнала очень короткая. Когда длина волны мала по сравнению с длиной линии передачи, наложение отраженного сигнала на исходный сигнал изменится. Форма исходного сигнала. Если характеристический импеданс линии передачи не равен импедансу нагрузки (т. е. не совпадает), то на конце нагрузки будет происходить отражение. Почему импеданс при отражении не совпадает с методом решения характеристического импеданса, включающим смещение второго порядка? Решение дифференциальных уравнений здесь не рассматривается. Для тех, кто заинтересован, пожалуйста, обратитесь к теории линий передачи в книгах по электромагнитным полям и микроволнам. Характеристическое сопротивление линий передачи (также называемое характеристическим сопротивлением) определяется конструкцией и материалом линии передачи, а длина линии передачи, а также амплитуда и частота сигнала не зависят друг от друга.

Например, широко используемый коаксиальный кабель CCTV имеет характеристическое сопротивление 75 Ом, в то время как некоторое радиооборудование обычно использует коаксиальный кабель с характеристическим сопротивлением 50 Ом. Другой распространенной линией передачи является плоская параллельная линия с волновым сопротивлением 300 Ом. Используемая рамка телевизионной антенны более распространена, используется для изготовления фидера антенны Yagi. Поскольку входное сопротивление ВЧ-входа телевизора составляет 75 Ом, фидер на 300 Ом не подойдет. Как решить эту проблему на практике? Я не знаю. Вы заметили, что в аксессуарах к телевизору есть преобразователь импеданса с 300 Ом на 75 Ом (пластиковый пакет с круглым штекером на одном конце, примерно два больших пальца). Внутри находится трансформатор линии передачи, который преобразует импеданс 300 Ом в 75 Ом, чтобы его можно было согласовать. Следует подчеркнуть, что характеристическое сопротивление не является понятием с сопротивлением, которое мы обычно понимаем, оно не зависит от длины линии передачи. Его нельзя измерить с помощью омметра. Во избежание отражения импеданс нагрузки и характеристический импеданс линии передачи должны быть равны, что является сопротивлением линии передачи.