Impedenza di ingresso dell'inversione del chiarimento dell'amplificatore

Prendi un amplificatore a inversione standard: non sono chiaro quale sia l'impedenza di ingresso. All'inizio ho pensato che fosse la resistenza equivalente dall'inversione dell'input a terra, che sarebbe Rin || Rf, perché c'è un terreno sull'altro lato di Vin e Vout e all'interno dell'uscita dell'opamp. Tuttavia, la maggior parte delle fonti su Internet sembrano affermare che l'impedenza di ingresso è Vi / Ii, rendendolo così Rin. Questo sembra ignorare il fatto che il filo di feedback si collega ad altri motivi. Quindi ci sono risposte come questa che menzionano che l'impedenza di ingresso è l'infinito. Spero di capire una chiara definizione di ciò che l'impedenza di ingresso rappresenta e un [breve] approccio generale per calcolarlo in un circuito più complicato. Grazie!

Ho letto tonnellate di pagine come questa risposta e altre, ma a livello principiante è stato difficile ottenere una risposta chiara.

Quando parliamo della resistenza di ingresso di un circuito, stiamo descrivendo in che modo influisce sull'altro circuito che fornisce il segnale di ingresso.

$\dfrac{\mathrm{d}v_i}{\mathrm{d}i_i}$

Quindi qual è la resistenza di ingresso di questo circuito?

$\mathrm{R_{in}}\times{}i_{i}$

Quindi ci sono risposte come questa che menzionano che l'impedenza di ingresso è l'infinito.

Quella risposta stava parlando della resistenza di ingresso dell'amplificatore operazionale, che era considerata ideale, non della resistenza di ingresso dell'intero circuito.

La risposta di Photon è assolutamente giusta: l'amplificatore operazionale ideale, ecc., L'impedenza di ingresso è Rin.

In un circuito più generale, anche uno con componenti non lineari come i transistor, l'impedenza di ingresso è una quantità a segnale piccolo (linearizzata), dipendente dalla frequenza. È importante perché può dire al progettista degli effetti di caricamento tra l'impedenza di uscita dello stadio precedente e l'impedenza di ingresso di quello successivo. L'approccio generale per calcolare l'impedenza di ingresso (o impedenza di uscita) è quello di iniettare una piccola corrente nel nodo di ingresso (di) e osservare la risultante variazione di tensione del nodo di ingresso (dv). O, equivalentemente, applicare una piccola tensione (dv) e guardare la corrente risultante (di) dalla sorgente della tensione di prova. Quindi calcola (dv / di). Per chiarire completamente che questo è ciò che sta succedendo, dai un'occhiata alla mia risposta a Come calcolare l'impedenza di ingresso, in cui ho dimostrato come utilizzare un programma di simulazione circuitale per calcolare e tracciare l'impedenza di ingresso aggiungendo letteralmente una sorgente di tensione di prova all'ingresso e disegnando un'espressione personalizzata. Speriamo che vedere la sorgente di tensione V1 (o nel tuo caso Vin) disegnata letteralmente come una fonte di tensione chiarirà come procedere per impostare i calcoli per farlo a mano!

La definizione di Ri è Vi / Ii. Rf è collegato tra il nodo di uscita e la terra virtuale ed è sostanzialmente un circuito a sé stante. Non è coinvolto con l'input. Quello che hai detto è corretto; Ri è la resistenza equivalente dell'input, ma è uguale a Rin, non Rin || Rf.

Per quanto riguarda "altri motivi", esiste un solo motivo. Terra significa solo V = 0. È possibile trattare la terra "reale" e la terra "virtuale" come una sola cosa quando si tratta di analisi dei circuiti.

Vorrei aggiungere un'intuizione su cosa sia effettivamente la resistenza in ingresso e perché sia ​​importante. Resistenza d'ingresso Ri è la resistenza equivalente tra vi e terra. In altre parole, se si applica vi all'amplificatore o si applica vi a Ri collegato a terra, si ottiene la stessa corrente che scorre attraverso vi in ​​entrambi i casi. Quindi Ri = vi / ii

Per quanto riguarda il motivo per cui è importante, le sorgenti di segnale reali hanno non solo vi, ma una resistenza di segnale R collegata ad esso. Una volta collegata la sorgente del segnale all'amplificatore invertente, la tensione di ingresso vi sarà la tensione del nodo tra Rs e Rin. In generale, se si osserva un circuito equivalente, la resistenza di ingresso è la resistenza equivalente totale tra vi e terra. Quindi, se osservi la regola del partitore di tensione, Vi = Vs • Ri / (Ri + Rs) Il che significa che maggiore è la resistenza di ingresso, maggiore è il segnale che ricevi all'ingresso.

Tieni presente Ri = vi / ii, NON Vs / ii. Nel secondo caso, Ri dipenderebbe dalla resistenza della sorgente del segnale, che non è il caso.