Perché un'alta impedenza di ingresso è buona?

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Ingenuo forse, ma

Perché l'impedenza di ingresso elevata è una buona cosa?
L'alta impedenza di ingresso è sempre una buona cosa?

impedance

— Tutti
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È una buona cosa per un ingresso di tensione , come se l'impedenza di ingresso sia elevata rispetto all'impedenza della sorgente, il livello di tensione non scenderà troppo a causa dell'effetto divisore.

Ad esempio, supponiamo di avere un segnale da $10V$ con impedenza $1k\Omega$ .

Colleghiamo questo a un ingresso $1M\Omega$ , la tensione di ingresso sarà $10V\cdot\frac{1M\Omega}{1M\Omega+1k\Omega} = 9.99V$ .

Se riduciamo l'impedenza di input a $10k\Omega$ , otteniamo $10V \cdot \frac{10k\Omega}{10k\Omega + 1k\Omega} = 9.09V$

Riducilo a 1k e otteniamo $10V \cdot \frac{1k\Omega}{1k\Omega + 1k\Omega} = 5V$

Si spera che si ottenga l'immagine, in genere un'impedenza di ingresso di almeno 10 volte l'impedenza della sorgente è una buona idea per impedire un carico significativo.

Tuttavia, un'impedenza di ingresso elevata non è sempre una buona cosa, ad esempio se si desidera trasferire quanta più energia possibile, l'impedenza di carico e sorgente dovrebbe essere uguale. Quindi, nell'esempio sopra, l'impedenza di ingresso 1k sarebbe la scelta migliore.
Per un ingresso di corrente si desidera una bassa impedenza di ingresso (idealmente zero), ad esempio in un amplificatore di transimpedenza (corrente-tensione).

— Oli Glaser
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Le persone utilizzano sempre il carico corrispondente per il punto di trasferimento di potenza massima. Nessuna delle mie apparecchiature ad alta potenza lo fa. Non vuoi dissipare una tonnellata di energia nella tua sorgente, invece usano una tensione più alta e progetti per un'impedenza di carico elevata. Per non dire che non capisco il tuo punto, ma solo per notare per gli altri.

— Kortuk,

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Per il massimo trasferimento di energia, la sorgente dovrebbe avere l'impedenza di uscita più bassa possibile. Tuttavia, se la sorgente ha un'impedenza di uscita relativamente elevata e non è possibile modificarla, il carico dovrebbe avere la stessa impedenza per la massima potenza. Se l'impedenza di carico è maggiore, la potenza sarà inferiore, se l'impedenza di carico è inferiore, verrà dissipata più potenza dal carico. Ecco perché gli amplificatori a valvole a vuoto utilizzano trasformatori di uscita per abbinare l'alta impedenza dell'amplificatore e la bassa impedenza degli altoparlanti.

— Pentium100,

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Il valore "migliore" di impedenza dipende dalla situazione e dall'applicazione.

Quando è appropriato avere o avere bisogno di un'impedenza elevata è perché è un'approssimazione a un'impedenza infinita.

Un ingresso applicato a una sorgente di segnale funge da divisore di tensione.
Vout = Vsignal x Zinput / (Zsource + Zinput)
Per non caricare o Zsiganl è zero (uscita di impeadance bassa o assente) e / o Zinput = infinito.
"Adeguatamente alto" è la versione pratica di infinito sarebbe bello. "

Quanto grande è "opportunamente" dipende dall'applicazione.

La rete CA ha un'impedenza ben al di sotto di 1 ohm (di solito). Un misuratore di prova con impednace da 1000 ohm assorbirebbe circa 100 mA !!!! dalla rete 110 VAC, ma lo caricerei solo sotto i miei 0,1 di Volt nel processo. Un misuratore di test con impedenza di ingresso di 1 megaohm assorbirebbe circa 100 uAmp, il che sarebbe molto più accettabile.

Per le sorgenti ad alta impedenza "opportunamente" deve essere piuttosto grande.
Un ingresso ad alta impedenza pone un carico molto piccolo su un segnale ad esso applicato.
Pertanto, non lo riduce di livello (o non molto). Un buffer di guadagno unitario di solito ha impedenza molto elevata ed è spesso usato come stadio di ingresso in una catena di amplificatori. Una sonda di pH, utilizzata per misurare l'acidità e l'alcalinità di una soluzione, ha un'impedenza di uscita da 10 a 100's di megaohm. Il suo livello di tensione è una misura diretta di pH. Quindi tutto ciò che cerca di misurare la tensione deve cercare di non alterarla nel processo. Una sonda di misurazione della tensione funzionerà efficacemente come un divisore di tensione. L'impedenza della sonda deve essere >> l'impedenza misurata se non si verifica il caricamento.

Una sonda che è 256 volte l'impedenza di un circuito misurato causerà un errore di 1 bit in un sistema a 8 bit.
Una sonda che è 4096 volte l'impedenza di un circuito misurato causerà un errore di 1 bit in un sistema a 12 bit.

Quindi per misurare con 1 bit in 256 = 1 bit in un sistema a 8 bit con un'impedenza di sorgente di 1 megaohm, è necessaria un'impedenza di ingresso di 256 Megohm. Per una sorgente da 10 Megohm è necessaria un'impedenza di ingresso 2,6 Gigohn. E per un prodotto da 100 Megohm devi ... !!!

Secondo la formula sopra, per le uscite, l'impedenza LOW è buona, con l'ideale essere l'impedenza zero (una sorgente di tensione perfetta).

Quindi c'è il caso speciale di impedenze abbinate in cui sorgente e ingresso sono uguali. Metà del segnale viene dissipata nell'INGRESSO e metà nell'uscita (presupponendo una connessione altrimenti senza perdita di dati) MA non vi sono riflessi dovuti a una mancata corrispondenza dell'impedenza. Un argomento completamente nuovo per un'altra volta.

— Russell McMahon
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L'impedenza di ingresso infinita consentirebbe di alimentare qualsiasi quantità di tensione in un carico senza assorbire energia. L'impedenza di ingresso zero consentirebbe di alimentare qualsiasi quantità di corrente in un carico senza assorbire energia. Nei casi in cui si desidera rilevare la tensione senza assorbire potenza, l'impedenza infinita è quindi l'ideale; viceversa, se si vuole percepire la corrente, l'impedenza zero è l'ideale.

Sebbene a volte si desideri un carico che non assorba energia, ci sono volte in cui si desidera alimentare il carico. La quantità di potenza immessa in un carico verrà massimizzata quando l'impedenza di ingresso del carico corrisponderà all'impedenza di uscita di qualunque cosa lo stia guidando. Questa situazione non implica tuttavia la massima efficienza energetica. A seconda di ciò che guida il carico, un'impedenza di ingresso superiore o inferiore può causare una perdita maggiore o minore di energia interna del dispositivo di azionamento.

— Supercat
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La parola "impedenza di ingresso elevata" è sempre correlata all'amplificatore (amplificatore di potenza audio a frequenza intermedia ... ecc.)

Quindi consideriamo il seguente circuito:

$V_{in}$ $Z_{in}$ $Z_{in}$ $v$

v = \frac{V_{io n} Z_{io n}}{Z_{io n} + Z . V_{io n}}

$v = \frac{V_{in} Z_{in}}{Z_{in} + Z.V_{in}}$

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

V = \frac{5 \cdot 10}{2, 000 + 10} = 0.02 V

$V=\dfrac{5 \cdot 10}{2,000+10} = 0.02V$

Questa è una tensione molto bassa rispetto alla tensione di ingresso.

Se prendiamo , , otteniamo: $V_{in}=5V$ $Z.V_{in}=2000Ω$ $Z_{in}=1,000,000Ω=1MΩ$

V = \frac{5 \cdot 1, 000, 000}{2, 000 + 1, 000, 000} = 4.99 V

$V=\dfrac{5 \cdot 1,000,000}{2,000 + 1,000,000}=4.99V$

Questa è una buona tensione rispetto alla tensione di ingresso.

Vediamo un po 'di valore dell'impedenza di ingresso nella tabella seguente.

La risposta è che l'elevata impedenza di ingresso è buona per il circuito dell'amplificatore di avere una buona amplificazione del segnale di ingresso in altri casi in cui otteniamo bassa tensione, quindi bassa amplificazione.

Spero che questo possa aiutare, grazie.

— m salim
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Per ottenere tutta la tensione da una sorgente a un obiettivo senza perdita.
è necessaria un'impedenza di ingresso elevata. Questo principio è chiamato "ponte di tensione" o "ponte di impedenza".

Questa è un'impedenza di uscita relativamente bassa a un'impedenza di ingresso più elevata.
Solitamente l'impedenza di ingresso è almeno dieci volte superiore all'impedenza di uscita.

Tensione Un ponte
che massimizza il trasferimento di un segnale di tensione al carico.
L'altra configurazione tipica è una "connessione di adattamento dell'impedenza",
che massimizza la potenza erogata al carico.

L'alta impedenza non è sempre buona, ma varia da un'applicazione all'altra. Per abbinare l'impedenza con altri circuiti, il progettista selezionerà l'impedenza di ingresso elevata utilizzando il collegamento teorema "Trasmissione massima potenza therem"

— Gouse Shaik
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Ad alta frequenza, la corrispondenza dell'impedenza riduce la potenza riflessa (cercare le linee di trasmissione per ulteriori informazioni).

— Russ_hensel,

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Un segnale elettrico ha due componenti: (a) un componente di tensione (b) un componente di corrente.

Per costruire un amplificatore POWER è necessaria la stessa amplificazione di entrambi i componenti e si applica il "Teorema del trasferimento massimo di potenza: vale a dire che l'impedenza di carico deve essere uguale all'impedenza di sorgente (puramente teorica).

NOta che un'impedenza di soure non è una vera impedenza: non può essere misurata ma solo calcolata.

Per pilotare un componente attivo (valvola o FET che ha un'impedenza di ingresso elevata - V grande / piccolo I) un amplificatore di tensione deve essere pilotato da una bassa impedenza della sorgente ma erogare da una impedenza relativamente bassa. (Teorema di Thevenin.)

Per pilotare un componente attivo (tansistor bipolare) che ha una bassa impedenza di ingresso - piccola V / grande I) un "amplificatore di corrente" deve essere pilotato da un'impedenza di sorgente elevata ma erogare da un'impedenza relativamente alta. (Il teorema di Norton.)

— Ken Green
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Ingresso alto significa che è necessario solo il SEGNALE. O lascialo chiamare il messaggio di tensione. In questo caso la corrente bassa va bene per guidare il materiale.

L'ingresso alto NON è sempre una buona cosa. Se non si utilizza il segnale ma si guida una parte elettronica (ad esempio per la luce a LED) è necessario calcolare la corrente e ridurre la resistenza di uscita.

Se si utilizza una resistenza troppo elevata mentre si lavora con un messaggio di segnale, l'unico punto di vista è la capacità di altre parti.

Se lavori nella gamma HF di modulazione di frequenza, diventa più difficile. In ogni altro caso, sì, un input elevato è una buona cosa da usare per avere un consumo di energia inferiore.

Saluti

— Nasenbaer
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L'alta impedenza non è sempre buona quando una corrente deve fluire per ottenere il risultato desiderato. Ad esempio, gli elettrodi di ampia area e la gelatina conduttiva vengono utilizzati per ridurre l'impedenza nella grande invenzione di Edison, la sedia elettrica.

— richard1941
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