反相放大器的输入阻抗说明


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以一个标准的反相放大器为例: 我不清楚输入阻抗是多少。起初,我认为这是从反相输入到地的等效电阻,即Rin ||。Rf,因为Vin和Vout的另一侧以及运算放大器的输出内部都接地。但是,互联网上的大多数来源似乎都声称输入阻抗为Vi / Ii,因此使其为Rin。这似乎忽略了反馈线连接到其他接地这一事实。然而,像答案是提到,输入阻抗为无穷大。我希望弄清楚输入阻抗代表什么的清晰定义,以及在更复杂的电路中计算该阻抗的简单方法。谢谢!

我读了无数篇类似答案及其他内容的页面,但在我的初学者水平上,很难提取出清晰的答案。

Answers:


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当我们谈论一个电路的输入电阻时,我们描述的是它如何影响另一个提供输入信号的电路。

dvidii

那么,该电路的输入电阻是多少?

Rin×ii

然后有这样的答案,提到输入阻抗是无穷大。

答案是关于运算放大器的输入电阻(假定是理想的),而不是整个电路的输入电阻。


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光子的答案是绝对正确的:理想的运算放大器等,输入阻抗为Rin。

在更通用的电路中,即使是具有非线性元件(如晶体管)的电路,输入阻抗也是小信号(线性化)的频率相关量。这很重要,因为它可以告诉设计人员前一级输出阻抗与下一级输入阻抗之间的负载效应。计算输入阻抗(或输出阻抗)的一般方法是向输入节点(di)注入小电流,然后查看输入节点(dv)的电压变化。或者,等效地,施加一个小电压(dv)并查看测试电压源产生的电流(di)。然后计算(dv / di)。为了完全清楚这是怎么回事,请看一下我对如何计算输入阻抗的回答在这里,我演示了如何使用电路仿真程序通过在输入端实际添加一个测试电压源并绘制一个自定义表达式来计算和绘制输入阻抗。希望将电压源V1(或在您的情况下为Vin)视为字面上的电压源,将使您清楚地知道如何手动进行计算!


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Ri的定义是Vi / Ii。Rf连接在输出节点和虚拟地之间,并且基本上是一个独立的电路。它不涉及输入。你说的是对的;Ri是输入的等效电阻,但等于Rin,而不是Rin ||。射频

至于“其他理由”,只有一个理由。接地仅表示V = 0。在进行电路分析时,您可以将“真实”接地和“虚拟”接地视为相同。

我想对输入电阻实际上是什么以及为什么重要要加一个直觉。输入电阻Ri是vi与地之间的等效电阻。换句话说,如果将vi施加到放大器,或将vi施加到接地的Ri,则在两种情况下,流经vi的电流相同。因此Ri = vi / ii

至于为什么重要,实际信号源不仅具有vi,而且还具有附加的信号电阻Rs。将信号源连接到反相放大器后,输入电压vi将为Rs和Rin之间的节点电压。通常,如果查看等效电路,则输入电阻是vi与地之间的总等效电阻。因此,如果您看分压器规则,Vi = Vs•Ri /(Ri + Rs),这意味着输入电阻越高,输入信号越多。

请记住,Ri = vi / ii,而不是Vs / ii。在第二种情况下,Ri将取决于信号源电阻,事实并非如此。

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