一、什么是输入阻抗?
输入阻抗(input impedance)是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。
输入阻抗是天线的一个重要参数, 在天线的研究、设计以及天线的使用中常常用到,是指天线输入端上的总电压与总电流之比。在输入端加入一交流信号ui ,用示波器监视输出信号,在输出波形不失真的情况下用交流毫伏表测量电阻R 两端的对地电压Ui和U ,通过计算得到输入阻抗值Ri 。
二、输入阻抗应用分析
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题。
四端网络、传输线、电子电路等的输入端口所呈现的阻抗。实质上是个等效阻抗。只有确定了输入阻抗,才能进行阻抗匹配,从信号源、传感器等获取输入信号。阻抗是电路或设备对交流电流的阻力,输入阻抗是在入口处测得的阻抗。高输入阻抗能够减小电路连接时信号的变化,因而也是最理想的。在给定电压下最小的阻抗就是最小输入阻抗。作为输入电流的替代或补充,它确定输入功率要求。
天线的输入阻抗定义为输入端电压和电流之比,随着天线长度及工作频率不同而发生变化。其值表征了天线与发射机或接收机的匹配状况,体现了辐射波与导行波之间能量转换的好坏。
三、输入阻抗高有什么用?
输入阻抗高,表示该电路吸收的电源(或前一级电路的输出)功率小,电源或前级就能带动更多的负荷。对于测量电路,如电子电压表、示波器等,就要求很高的输入阻抗,以便接入仪表后,对被测电路的影响尽可能地小。
提高方法:(1)场效应管,输入阻抗自然高了。(2)用自举接法提高输入阻抗。(3)采用共集放大电路,三极管放大电路输入级一般接成共集方式。
理想状态下,电压驱动的后级电路从前级只吸取电压,没有电流,也就不吸取功率,对前级来说,几乎是空载,所以阻抗越大,越容易驱动。实际上后级输入阻抗只能接近无穷大,像真空管或者CMOS器件输入可以做到GΩ级别,从前级吸取电流及其微小。
如场效应管,属于电压驱动型,由其构成的电路,就是电压驱动型的电路,因为其输入阻抗很大,以至于其输入电流可以忽略,那么功耗也就忽略了;
而三极管则属于电流驱动型,由其构成的电路,就是电流驱动型的电路,因为其需要注入电流才能工作,尽管其输入阻抗比较小,仍然产生一定的功耗。
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