題:
為什麼在放大器中需要具有高輸入阻抗和低輸出阻抗?
Prabhpreet
2013-05-08 21:45:30 UTC
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我了解到,理想的放大器需要具有高輸入阻抗和低輸出阻抗。到底為什麼放大器具有相反的低輸入阻抗和高輸出阻抗的含義。

我不完全了解輸入和輸出阻抗的方式。

只是要注意,這對於任何“驅動程序”都是如此。例如,即使是緩衝器,也希望具有很高的輸入阻抗和很小的輸出阻抗。可能會有例外,但這是一個很好的經驗法則。
基本上,理想的是具有高輸入阻抗和低輸出阻抗,以便能夠級聯電壓放大器模塊。但這並不一定總是正確的,因為它是電流放大器具有低輸入阻抗和高輸出阻抗的理想選擇。
五 答案:
Dave Tweed
2013-05-08 22:24:31 UTC
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實際上,只有在您感興趣的信號是電壓時,您的問題的前提才成立。在那種情況下,如果放大器不通過其輸入汲取電流(具有無限或至少非常高的輸入阻抗),那麼將其連接到電源將不會影響信號電壓,無論電源阻抗是多少。

類似地,當將負載連接到放大器的輸出時,如果放大器的輸出阻抗為零,則無論負載汲取的電流如何,信號電壓都不會改變。

這些屬性使分析整個系統的行為變得更加容易。

但是,如果您感興趣的信號是電流除了電壓之外,出於相同的原因,您還希望放大器具有零輸入阻抗和無限大的輸出阻抗。

如果您對*功率*感興趣,則需要匹配電源和負載之間的阻抗。
+1這是一個很好的選擇-光電二極管的跨阻放大器會產生零阻抗輸入,也許還有一個電流源可以將電源饋送到POTS線上
愛迪生(Edison)的一項重要見解是,對於_power_,您確實不希望匹配阻抗。匹配阻抗意味著50%的功率損耗。有時您需要匹配阻抗以減少反射:很少會最大化功率傳輸。
@david:您需要解釋您的意思,或提供一些引用。最小化反射功率與最大化正向功率傳輸相同。
愛迪生(Edison)的一個主要見解是,很少有想要做的事,而使正向功率傳輸更加複雜。在他的案例中,因為失去50%的電力使電力供應變得更加昂貴,普及程度降低且利潤降低。 (http://zh.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_transfer_theorem)
@david:您陷入了引文中描述的陷阱:最大化效率與最大化功率傳輸並不相同。在這個特定問題的背景下,我們的確是在談論力量,而不是效率。
這不是我陷入的陷阱:這是一個關鍵點:如果您對_power_感興趣,那麼對最大化功率傳輸比的興趣就很少了。
Thanos
2013-05-08 22:14:00 UTC
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理想放大器不應從其輸入端吸收任何電流。假設有兩個輸入放大器,則兩個輸入探頭中的信號電流均為零。換句話說,輸入阻抗必須是無限的!

輸出應該作為理想電壓源的輸出。這意味著輸出和地面之間的電勢必須為\ $ A(v_2-v_1)\ $,無論連接到輸出的負載將消耗多少電流。換句話說,輸出阻抗必須為零!

對於真正的放大器,輸入阻抗必須盡可能大,而輸出阻抗必須盡可能低!

音頻放大器不應從其輸入汲取任何“功率”。這意味著源極和放大器輸入之間的阻抗失配應最大。因此,由低阻抗源驅動的放大器應具有最大可能的輸入阻抗,而由高阻抗源驅動的放大器應具有盡可能低的阻抗。人們應該將電源視為低阻抗或高阻抗的閾值主要取決於阻抗的已知程度。如果“最多”是某個值,則認為它很低;如果它“至少有價值”,則認為它很高。
Andy aka
2013-05-08 22:12:33 UTC
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主要與音頻放大器有關的簡化答案:-

與具有較高輸出阻抗的放大器相比,具有低輸出阻抗的音頻放大器可以更有效地向揚聲器提供更大的功率。因此,您會發現音頻放大器的輸出阻抗小於1歐姆,在許多情況下為毫歐。

另一方面,來自(例如)a的微弱信號麥克風不希望將其信號饋入輸入阻抗太低的放大器中,這可能會(且可能)使信號衰減,並需要更高級別的放大以進行補償,從而增加了噪聲拾取等。 / p>

如果音頻功率放大器的阻抗相反(如您建議的那樣),則可能會在揚聲器上產生噪聲信號,並且功率低效,使其在產生等效聲音時會明顯變熱揚聲器的音量。

低輸入阻抗還存在其他問題,即可能會重塑某些麥克風的頻率響應。高輸出阻抗也是如此-揚聲器的機電差異可能導致某些信號顯得比其應有的響亮。

此外,還有許多放大器 確實具有相當低的輸入阻抗,通常在RF領域,您需要匹配這些阻抗以防止信號反射。

毫無疑問,我還錯過了其他例子。

david
2013-05-09 12:43:39 UTC
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負反饋用於“線性化”放大器的輸出。如果放大器的輸出是輸入的精確放大副本,則它是 linear 。如果放大器不是 linear ,則輸出會失真。 線性失真是適用於任何優質音頻放大器的規範之一。

負反饋的副作用是,在常見配置中,它會產生低阻抗輸出。無論您對放大器施加什麼負載,輸出電壓都是相同的:輸出電壓會反饋到輸入以使放大器線性化,這會使輸出電壓對負載條件不敏感。

因此:好的放大器使用負反饋:電壓反饋很常見:好的放大器通常具有低輸出阻抗。

某些負載(尤其是揚聲器)的電壓響應是非線性的,並且對頻率非常敏感。因此,一些音頻工程師認為高阻抗輸出放大器(即電流驅動放大器)要優於低阻抗輸出音頻放大器。

高輸出阻抗放大器在將功率傳輸到揚聲器中不一定會降低效率(大聲的揚聲器固有上比軟揚聲器要好),在將功率從電源傳輸到揚聲器中也不一定會效率低下(無論如何,電能都是便宜的),但是,電流檢測電路一直比電壓檢測電路要困難一些,昂貴一些,線性也要少一些。

Arunish
2018-02-19 20:49:39 UTC
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在使用放大器(電壓)驅動電路或由其他電路驅動時,希望使負載效應最小。



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