驱动电路、输入阻抗及输出阻抗
谈音响中的阻抗
谈音响中的阻抗2009-08-11 09:40:22 来源: 作者: 【大中小】浏览:2947次评论:0条谈音响中的阻抗笔者发现消费者在选购前级、后级扩大器时,常会询问它的输入阻抗、输出阻抗及输出内阻是多少?功率和驱动能力有多强?胆机好还是晶体管机好?桥接又如何?选购扬声器时也想了解它的功率、效率、阻抗等等感觉似是而非的问题。
首先从阻抗谈起。
阻抗是音响是最常看到的字眼了,那么它到底是指什么呢?阻抗与电阻的概念不是完全一样的。
阻抗就是电阻加电抗,详细地说,就是电阻、电容抗、电感抗在向量上的总和。
在相现电压下,阻抗越高电流越小,阻抗越低电流越大。
一般音响器材常提到阻抗的地方有:扬声器的阻抗,前后级放大器的输入阻抗,前级的输出阻抗,(后级经常不称作输出阻抗,而称输出内阻),信号导线的传输阻抗等。
若说到器材内部电子线路及零件和各部分阻抗那就复杂了在此只介绍有关音响器材标称的阻抗具有什么实质意义。
1、扬声器的电阻抗现在先从扬声器的阻抗谈起。
目前,世界各国的扬声器厂家每天都在制造出千万只品种与性能各异的扬声器,以满足日益增长的Hi-Fi市场与AV市场的需要,但扬声器的标称阻抗却都遵循4Ω,8Ω,16Ω,32Ω这样一个国际化的标准系列。
这代表了什么呢?这代表了扬声器谐振频率的峰值fo至第2个共振峰fr之间呈现的最低阻抗值,如图1所示,实际上扬声器构成的输出线路是一个带电抗的电阻,只不过它的电阻随播放音乐的频率而变,这个动态的电阻就称为阻抗,它可不是一个常数值,而是随频率的不同而不同,甚至可能会起伏得很厉害,可能在某频率高到十几Ω或二十几Ω,也可能在某频率低到1Ω或以下。
当后级输出一固定电压给扬声器时,依照欧姆定律,4Ω的扬声器会比8Ω的扬声器多流过一倍的电流,因此如果你会计算功率的话,你就会明白为何一部8Ω输出100W的晶体后级,在接上4Ω扬声器时会变成200W了。
当然除非特殊需要,没有一个扬声器的设计专家会冒天下众多音视器材阻抗匹配要求之大不韪,设计出类似于2.5Ω,5Ω,10Ω,15Ω这样非标称阻抗系列的扬声器供应市场。
运放的阻抗计算
运算放大器的阻抗计算可以通过多种方法进行,具体取决于所讨论的阻抗类型(输入阻抗、输出阻抗、反馈阻抗等)以及电路的具体配置。
以下是一些基本的阻抗计算方法:
输入阻抗:在同相运算放大器电路中,输入阻抗可以使用以下公式计算:Zin = (1 + Aαβ)Zi。
其中,Aα是开环电压增益,Zi是不使用反馈的运算放大器的输入阻抗,β是一个反馈因子。
输出阻抗:输出阻抗可以通过测量或计算得出。
在同相运算放大器中,输出阻抗可以测量为Zout = Zo/(1 + Aαβ)。
此外,输出阻抗也可以通过计算得出,具体取决于电路的配置和反馈类型。
反馈阻抗:反馈阻抗是运算放大器电路中引入的阻抗,用于影响电路的性能。
反馈阻抗的计算取决于电路的具体配置和反馈类型。
一般来说,反馈阻抗可以通过在电路中测量电压和电流来计算得出。
需要注意的是,运算放大器的阻抗计算是一个复杂的过程,需要综合考虑电路的拓扑结构、元件参数、电源电压等多个因素。
此外,不同的运算放大器型号和电路配置可能会具有不同的阻抗特性。
因此,在实际应用中,建议查阅相关数据手册或咨询专业人士以获取准确的阻抗计算方法和电路设计参数。
电路中的驱动能力和阻抗的关系
电路中的驱动能力和阻抗的关系【摘要】本文主要讨论了电路中驱动能力和阻抗之间的关系。
文章介绍了驱动能力和阻抗的定义,解释了它们在电路中的重要性。
然后,探讨了驱动能力对阻抗的影响以及阻抗对驱动能力的要求,强调了它们之间相互影响的关系。
接着,文章重点分析了驱动能力和阻抗的匹配问题,指出了匹配不当可能会导致电路性能下降的情况。
对于如何选择适当的驱动能力和阻抗进行了总结和建议,帮助读者更好地设计和优化电路。
通过本文的阐述,读者能够更好地理解和应用驱动能力和阻抗在电路设计中的重要性,以提高电路性能和稳定性。
【关键词】电路、驱动能力、阻抗、匹配、选择、影响、要求、结论1. 引言1.1 引言电路中的驱动能力和阻抗的关系是电子学领域中一个重要而复杂的话题。
在电路设计中,驱动能力和阻抗的匹配以及选择都会直接影响到电路的性能和稳定性。
驱动能力通常用来描述一个电路元件或信号源所能输出的电流或电压,是衡量其推动能力的重要指标。
而阻抗则是描述电路元件或信号源对外部电路的电学特性的参数,包括电阻、电感和电容等。
在实际电路中,驱动能力和阻抗常常相互影响。
驱动能力越大,可以推动的负载阻抗就越低,而负载阻抗的变化也会影响到驱动能力。
在设计电路时,需要考虑驱动能力对阻抗的影响以及阻抗对驱动能力的要求。
选择合适的驱动器件和匹配合适的负载阻抗,可以提高电路的工作效率和稳定性。
本文将重点探讨驱动能力与阻抗之间的关系,分析驱动能力对阻抗的影响、阻抗对驱动能力的要求,以及如何进行驱动能力和阻抗的匹配和选择。
通过深入理解这些概念,可以更好地设计和优化电路,提高电路的性能和可靠性。
2. 正文2.1 驱动能力与阻抗的定义驱动能力是指电路输出端的信号源对外部负载的驱动能力,通常用最大输出电流或最大输出功率来描述。
驱动能力越强,电路就能够驱动更大的负载,输出的信号质量也会更好。
一般来说,驱动能力越大,电路的输出阻抗就会越小,反之亦然。
阻抗是电路中表示元件对外部电信号的阻碍程度的物理量,它与电路的电流和电压之间的关系有密切的联系。
什么是电路中的输入和输出阻抗
什么是电路中的输入和输出阻抗电路中的输入和输出阻抗是电子设备和电路中重要的参数。
它们直接影响到电路的性能和匹配。
本文将解释什么是输入和输出阻抗,以及它们在电路中的作用和应用。
1. 输入阻抗输入阻抗是指电路或设备的输入端对外部信号源呈现的等效阻抗。
当信号源接入电路时,输入阻抗会对信号源产生影响。
一般来说,输入阻抗应该尽可能大,以确保电路与信号源之间的最小功率损失。
输入阻抗通常由电路的输入端与地之间的等效阻抗来表示。
2. 输出阻抗输出阻抗是指电路或设备的输出端对外部负载或下一个级联电路呈现的等效阻抗。
当电路输出信号被传递到外部负载或下一个级联电路时,输出阻抗会对信号产生影响。
一般来说,输出阻抗应该尽可能小,以确保信号能够有效地传输给负载或下一个级联电路。
输出阻抗通常由电路的输出端与地之间的等效阻抗来表示。
3. 输入和输出阻抗的作用输入和输出阻抗在电路中起到重要的作用。
它们与信号源和负载之间的匹配有关,能够实现信号的高效传输和减少信号损耗。
适当匹配输入和输出阻抗能够最大限度地提高信号的传输效果和质量。
4. 输入和输出阻抗的应用输入和输出阻抗的应用广泛存在于电子设备和电路中。
例如:- 在放大器中,输入阻抗的大小能够决定放大器与信号源的匹配程度,影响信号的输入功率和电路的增益。
- 在传输线路或电缆系统中,输出阻抗对传输信号的衰减和失真起着关键作用,能够影响传输信号的质量和可靠性。
- 在通信系统中,输入和输出阻抗的匹配能够保证信号的高效传输和通信质量的提高。
总结:输入和输出阻抗是电路中重要的参数,它们直接影响到电路的性能和匹配。
适当匹配输入和输出阻抗能够提高信号的传输效果和质量。
在不同的电子设备和电路中,输入和输出阻抗的应用广泛,能够影响信号的传输和通信质量。
输入电阻和输出电阻
输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。
输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。
因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。
如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻。
关键点是输入电阻是和信号源电阻是并联的关系,给信号源并联上一个非常大的电阻,假设信号源电压不变,则通过输入电阻的电流非常小,即上面所说的从信号源取得的电流非常小,与信号源并联上此输入电阻后,二者差的越大,则二者的等效并联电阻值越接近信号源电阻,从而信号源上的电压虽然有所降低,但越接近最初的值,假设输入电阻无穷大,即断路,则相当于没有给信号源并联电阻,电压就是初值,不会衰减,这就是上面所说的信号源电压衰减的少。
输出电阻用来衡量放大器带负载能力的强弱。
当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源,由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。
Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。
如果输出电阻Ro很小,满足R0<<RL条件,则当RL 在较大范围内变化时,就可基本维持输出信号电压的恒定。
反之,如果输出电阻Ro很大,满足Ro>>RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可维持输出信号电流的恒定。
放大器在不同负载条件瞎维持输出信号电压(或电流)恒定的能力称为带负载能力。
而输出电阻Ro就是表征这种能力的一个性能指标。
关键点是把放大器等效为了具有内阻的信号源,而将负载并联到了信号源内阻上,这样分析同输入电阻方法相同。
共集电极放大器又称为射极跟随器,具有很大的输入电阻和较小的输出电阻(一般为几欧或几百欧)。
为了降低输出电阻值,可选用B值大的管子,较小的输出电阻,说明具有很强的带负载能力,负载在较大范围内变化时,基本可以维持输出信号电压的恒定。
输出阻抗与输入阻抗详解
输出阻抗与输入阻抗详解一般讲:<a>采集信号1.信号源为电压源,输入阻抗越大越好;2.信号源为电流源,输入阻抗越小越好;<b>采集功率1.输入阻抗要与源阻抗一致合成一句话,就是源和负载的阻抗要匹配(不同的应用场合,“匹配”的涵义不一样)电路的带负载能力与输入输出阻抗的关系带负载能力带负载能力是指,外接器件后,输出的电压或电流大小不受影响的能力。
比如,如果一个单片机的引脚输出5伏电压信号,如果接上一个负载后,它的5伏保持不变,那么,它就可以带动这个负载,如果变小,那就说明带不动负载。
同样,如果输出的电流能够满足负载的需要,那就说明带负载能力满足要求,反之亦然。
所谓带负载能力,是说电路的输出电阻的大小,和电压源(电流源)中的内阻是一个意思。
例如:在放大电路中,如果你想负载获得得稳定的电压,即负载大小变化时也能获得稳定的电压,此时就要求放大电路的输出电阻越小越好,这样内阻基本上不参与输出电压的分压,所以负载电阻不管多大它上面的电压基本不变。
你完全可以用电压源串一个内阻接负载时的情况分析。
如果放大电路输出可以等效成电流源(如果你想让负载上获得稳定的电流),此时就要求输出输出电阻越大越好(最好无穷大),这样不管负载怎么变化内阻(它是并联的)分得的电流都很小,所以电流很稳定。
你完全可以用理想电流源并联一个内阻的情况来分析。
所以在实际电路,你要看它的输出端是想稳定输出电流还是想稳定电压(放大电路中的负反馈类型可以判断出来),如果是想稳定输出电压,说它带负载能力强表示其输出电阻比较小,如果是稳定输出电流,说它带负载能力强表示其输出电阻比较大。
通常,要求输出电阻比较小的情况居多。
输入阻抗输入阻抗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。
运放输入阻抗和类别
一、输入阻抗和输出阻抗(1)首先,输入阻抗和输出阻抗是相对的。
阻抗,简单的说就是阻碍作用,甚至可以说就是电阻,即另一层意思上的等效电阻。
引入输入阻抗和输出阻抗,最大的目的是在设计电路中提高效率,即要达到阻抗匹配,达到最佳效果。
阻抗匹配可以这样简单了解:假设一个电路中R为负载电阻,r为电源E的内阻,E为电压源。
由于r的存在,当R很大时,电路接近开路状态;而当R很少时接近短路状态。
显然负载在开路及短路状态都不能获得最大功率。
根据式: P=I2R=(ER+r )2R= E24r+(R−r)2R从上式可看出,当R=r时此时负载所获取的功率最大。
所以,当负载电阻等于电源内阻时,负载将获得最大功率。
这就是电路阻抗匹配的基本原理。
(2)输入输出阻抗都跟电路的具体设计有关。
这里先提供几条经验:1、阻抗匹配时负载可以得到最大的信号功率。
2、阻抗匹配时效率不一定最高。
3、前级输出阻抗大于后级输入阻抗时,传输效率变低,传输功率小于最大值。
4、前级输出阻抗小于后级输入阻抗时,传输效率变高,传输功率也小于最大值。
5、输入阻抗一般是高些为好,这样对前级输出要求不严格。
6、输出阻抗一般是低些为好,这样负载适应性强,负载能力强。
7、输入阻抗高往往易受到干抗,所以需要特别的设计(例如屏蔽)。
8、输出阻搞太低往往也受到元器件、传输导线和电源限制。
例如:有些功放的输出阻抗可以低到2Ω,再低的话已经没有意义(导线损耗反而成主要问题)。
二、ttl/coms型器件按导电类型不同,分为双极型集成电路和单极型集成电路两类。
前者频率特性好,但功耗较大,而且制作工艺复杂,绝大多数模拟集成电路以及数字集成电路中的TTL、ECL、HTL、LSTTL、STTL型属于这一类。
后者工作速度低,但输人阻抗高、功耗小、制作工艺简单、易于大规模集成,其主要产品为MOS型集成电路。
MOS电路又分为NMOS、PMOS、CMOS型。
(1)不同类型,不同工艺的器件其输入和输出阻抗也不同。
实验05 基本放大电路三(输入阻抗和输出阻抗的测量)
精心整理
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实验05基本放大电路三
——输入阻抗和输出阻抗的测量
一、实验目的
1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱
2.学习测量放大电路的r i ,r o 的方法,了解共射极电路特性
4.学习放大电路的动态性能
R L 。
输入阻抗和输出阻抗的测量
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所谓输入电阻,指的是放大电路的输入电阻,不包括R1、R2部分。
在输入端串接一个5K1电阻如图3.4,测量V S与V i,即可计算r i。
(2)输出电阻测量(见图3.5)
在输出端接入可调电阻作为负载,选择合适的R L值使放大电路输出不失真(接示波器监视),测量带负载时V L和空载时的V O,即可计算出r O。
思考题:
精心整理。
输入阻抗和输出阻抗是什么_它们之间有什么区别
输入阻抗和输出阻抗是什么_它们之间有什么区别输入阻抗和输出阻抗的简介输入阻抗和输出阻抗在很多地方都用到,非常重要。
首先,输入阻抗和输出阻抗是相对的,我们先要明白阻抗的意思。
阻抗,简单的说就是阻碍作用,是广义上的等效电阻。
阻抗是电路或设备对电流的阻力,输出阻抗是在出口处测得的阻抗。
阻抗越小,驱动更大负载的能力就越高。
引入输入阻抗和输出阻抗这两个词,最大的目的是在设计电路中,要提高效率,即要达到阻抗匹配,达到最佳效果。
输出阻抗(output impedance)含独立电源网络输出端口的等效电压源(戴维南等效电路)或等效电流源(诺顿等效电路)的内阻抗。
其值等于独立电源置零时,从输出端口视入的输入阻抗。
输入阻抗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。
有了输入输出阻抗这两个词,还可以方便两个电路独立的分开来设计。
当A电路中输入阻抗和B电路的输出阻抗相同(或者在一定范围)时,两个电路就可不作任何更改,直接组合成一个更复杂的电路(或者系统)。
由上也可以得出:输入阻抗和输出阻抗实际上就是等效电阻,单位与电阻相同。
输入阻抗和输出阻抗的区别输入阻抗输入阻抗(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。
在同样的输入电压的情况下,如果输入阻抗很低,就需要流过较大电流,这就要考验前级的电流输出能力了;而如果输入阻抗很高,那么只需要很小的电流,这就为前级的电流输出能力减少了很大负担。
所以电路设计中尽量提高输入阻抗。
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。
otl功率放大电路的输出阻抗
OTL功率放大电路的输出阻抗1. 引言OTL功率放大电路(Output Transformerless Power Amplifier)是一种常用于音频放大的电路。
在这一类型的电路中,没有输出变压器,因此被称为输出阻抗。
输出阻抗是指电路在输出端口的电压和电流之间的相对关系。
本文将深入探讨OTL功率放大电路的输出阻抗,并分析其特点和应用。
2. OTL功率放大电路的工作原理OTL功率放大电路采用了直耦合放大器电路的结构,电路示意图如下所示:+--------------------------+inp--+ || || 驱动级 || |+----+------------------+--+inp--+ | || | || | 输出级 || | || +-----------+------+| |+----------------+out+----------------+out如图所示,OTL功率放大电路由驱动级和输出级组成。
驱动级负责将输入信号放大到足够驱动能力的水平,输出级负责将驱动级的信号进一步放大并输出到负载上。
3. 输出阻抗的定义在OTL功率放大电路中,输出阻抗是指输出级的电流和电压之间的比值。
输出阻抗决定了电路在输出信号时,电流和电压之间的匹配程度。
输出阻抗越低,表示电路的输出能够更好地驱动负载。
因此,输出阻抗是衡量OTL功率放大电路性能的重要指标之一。
4. OTL功率放大电路的输出阻抗特点OTL功率放大电路的输出阻抗具有以下特点:4.1 线性度好输出阻抗越低,电路在输出信号时的线性度越好。
这是因为输出级能够更好地驱动负载,减小了由于负载变化引起的非线性失真。
因此,OTL功率放大电路通常具有较低的输出阻抗。
4.2 输出能力强输出阻抗越低,电路能够提供的输出能力越强。
输出能力是指电路输出的最大功率。
通过降低输出阻抗,OTL功率放大电路能够更好地传递电流,并驱动高负载。
4.3 高频能力有限输出阻抗和频率之间存在一定的关系。
输入阻抗与输出阻抗
输入阻抗与输出阻抗小组成员:张曦付伟奚佳毅作为衡量放大电路性能的重要指标,对输入电阻和输出电阻进行深入探讨有很重要的意义。
本文在输入电阻和输出电阻的概念和定义,它们对放大电路性能的影响,以及不同类型放大电路中的求解三方面对输入阻抗输出阻抗进行了研究和总结。
一、Ri,Ro的概念和定义○1Ri的概念和定义:放大器输入端看进去有一个等效电阻,称为输入阻抗。
如图所示计算方法○2Ro的概念和定义:利用等效电源定理,从放大器输出端看进去可等效为一个电压源和内iii IUR阻相串联,这个等效内阻称为输出电阻计算方法:1、外电阻短路,U/I2、令电压源为零,计算Ro二、Ri,Ro对电路的影响○1Ri对电路的影响Ri的大小,表明放大器对信号源的利用率,输入阻抗越大对信号的利用率越高。
Ri的的大小决定了放大电路对前面电路的影响,输入阻抗越大,输入电流就越小,从而对前面电路的影响就越小。
Ri的大小影响多级放大电路中电压增益的大小,在计算每一级的电压增益时,后一级的输入电阻对前一级的增益有影响。
○2Ro对电路的影响Ro的大小表明了放大器受后级电路的影响程度,输出阻抗越小受后面电路的影响越小。
Ro衡量放大器带负载能力的重要指标,输出电阻越大带负载能力越大。
三、Ri,Ro在不同放大电路中的求解○1单级放大电路交流通路:○2多级放大电路交流通路:h参数等效电路:u ou i输入电阻:hie Rb R i //= 输出电阻:Re //11feo h Rc hie R ++=此外,在本例题中表现了输入阻抗对前一级电路增益的影响. 第二级的输入阻抗:))(Re//1(2L fe i R h hie R ++= 第一级的增益:hieR R h Au i c fe )//(11-=○3负反馈放大电路 对于负反馈放大器经常采用方框图法,即将实际电路分解为基本放大器A 和反馈网络B 两部分。
对于输入电路:对电压反馈,令Uo=0,对于电流反馈,令Io=0;对于输出电路:对并联反馈,令Ui=0, 对于串联反馈令Ii=0。
运放重要参数介绍
运放重要参数介绍运放是一种能够放大电压和电流信号的电子器件,广泛应用于电子设备中。
在这些设备中,运放的工作性能会直接影响到整个电路系统的运行稳定性和信号质量。
因此,了解和掌握运放的重要参数是设计和优化电子系统的关键。
1. 增益(Gain):增益是指运放输出信号与输入信号之间的电压或电流增加的比例。
通常用倍数(V/V)或分贝(dB)表示。
运放的增益决定了它在电路中的放大能力。
不同的应用需要不同范围的增益,因此选择合适的增益是设计电路的重要考虑因素。
2. 带宽(Bandwidth):带宽是指运放能够正常放大信号的频率范围。
在带宽之外的信号将会被衰减或失真。
通常以赫兹(Hz)表示,带宽决定了运放的放大能力和频率响应。
高带宽运放适用于高频应用,低带宽运放适用于低频应用。
3. 输入阻抗(Input Impedance):输入阻抗是指运放输入端的阻抗大小。
它对外部信号源的负载效应非常重要。
较高的输入阻抗可以减小外部信号源的负载,防止信号失真。
一般用欧姆(Ω)表示输入阻抗,输入阻抗越大,运放的输入信号损失越小。
4. 输出阻抗(Output Impedance):输出阻抗是指运放输出端的阻抗大小。
它对于与后级设备的匹配非常重要。
输出阻抗越小,输出信号与后级设备的负载匹配越好,信号衰减越小。
5. 失调电压(Offset Voltage):失调电压是指运放在无输入信号时输出的非零电压。
它是由生产差异和温度变化引起的。
失调电压对于精确放大和信号处理非常重要。
失调电压越小,运放的放大性能越好。
6. 失调电流(Offset Current):失调电流是指运放在无输入信号时输出端的电流。
与失调电压一样,失调电流也是由生产差异和温度变化引起的。
失调电流越小,运放的放大性能越好。
7. 噪音(Noise):噪音是指运放输出信号中的非理想信号成分,它会对信号质量产生干扰。
运放的噪音通常以噪声电压或噪声电流表示。
选择低噪声运放对于高精度和低噪声应用非常重要。
输入电阻和输出电阻
输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。
输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。
因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。
如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻。
关键点是输入电阻是和信号源电阻是并联的关系,给信号源并联上一个非常大的电阻,假设信号源电压不变,则通过输入电阻的电流非常小,即上面所说的从信号源取得的电流非常小,与信号源并联上此输入电阻后,二者差的越大,则二者的等效并联电阻值越接近信号源电阻,从而信号源上的电压虽然有所降低,但越接近最初的值,假设输入电阻无穷大,即断路,则相当于没有给信号源并联电阻,电压就是初值,不会衰减,这就是上面所说的信号源电压衰减的少。
输出电阻用来衡量放大器带负载能力的强弱。
当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源,由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。
Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。
如果输出电阻Ro很小,满足R0<<RL条件,则当RL 在较大范围内变化时,就可基本维持输出信号电压的恒定。
反之,如果输出电阻Ro很大,满足Ro>>RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可维持输出信号电流的恒定。
放大器在不同负载条件瞎维持输出信号电压(或电流)恒定的能力称为带负载能力。
而输出电阻Ro就是表征这种能力的一个性能指标。
关键点是把放大器等效为了具有内阻的信号源,而将负载并联到了信号源内阻上,这样分析同输入电阻方法相同。
共集电极放大器又称为射极跟随器,具有很大的输入电阻和较小的输出电阻(一般为几欧或几百欧)。
为了降低输出电阻值,可选用B值大的管子,较小的输出电阻,说明具有很强的带负载能力,负载在较大范围内变化时,基本可以维持输出信号电压的恒定。
输入阻抗和输出阻抗的计算
输入阻抗和输出阻抗的计算摘要:一、输入阻抗和输出阻抗的概念1.输入阻抗2.输出阻抗二、输入阻抗和输出阻抗的计算方法1.输入阻抗的计算2.输出阻抗的计算三、输入阻抗和输出阻抗在电路中的应用1.输入阻抗在电路中的应用2.输出阻抗在电路中的应用正文:一、输入阻抗和输出阻抗的概念在电子电路中,输入阻抗和输出阻抗是两个非常重要的概念。
它们分别描述了电路在输入端和输出端对电流的阻碍作用。
1.输入阻抗输入阻抗是指电路在输入端对电流的阻碍作用。
具体来说,当我们在电路的输入端加上一个电压源时,测量输入端的电流,这个电流与电压源的电压之比就是输入阻抗。
输入阻抗可以用公式表示为:输入阻抗= 输入端电压/ 输入端电流2.输出阻抗输出阻抗是指电路在输出端对电流的阻碍作用。
具体来说,当我们在电路的输出端加上一个负载电阻时,测量输出端的电压,这个电压与负载电阻的电流之比就是输出阻抗。
输出阻抗可以用公式表示为:输出阻抗= 输出端电压/ 输出端电流二、输入阻抗和输出阻抗的计算方法输入阻抗和输出阻抗的计算方法主要依赖于电路的拓扑结构和元件参数。
下面分别介绍输入阻抗和输出阻抗的计算方法。
1.输入阻抗的计算输入阻抗的计算方法依赖于电路的输入端电压和电流。
通常情况下,输入端电压和电流可以通过测量得到。
然后,我们可以使用输入阻抗的公式进行计算。
2.输出阻抗的计算输出阻抗的计算方法依赖于电路的输出端电压和电流。
同样,输出端电压和电流也可以通过测量得到。
然后,我们可以使用输出阻抗的公式进行计算。
三、输入阻抗和输出阻抗在电路中的应用输入阻抗和输出阻抗在电路设计中具有非常重要的应用价值。
它们可以用来衡量电路的质量,指导电路的设计和优化。
1.输入阻抗在电路中的应用输入阻抗在电路中的应用主要体现在以下几个方面:- 衡量电路的驱动能力:输入阻抗越大,说明电路对输入信号的驱动能力越强,信号源的输出电压变化对电路的影响就越小。
- 选择合适的信号源:输入阻抗与信号源的输出阻抗相匹配,可以保证信号源的输出电压能够最大限度地驱动电路,从而提高电路的性能。
运放跟随器应用及原理
运放跟随器应用及原理运放跟随器(Operational Amplifier Follower)是一种放大器电路,其原理基于运放的高输入阻抗、低输出阻抗和放大倍数为1,用于实现输入信号的隔离和驱动输出负载。
运放跟随器的应用十分广泛,下面将从信号隔离、输入阻抗、输出阻抗和传输速度等方面介绍其应用及原理。
一、信号隔离:运放跟随器的一个主要应用是实现输入信号的隔离。
当我们需要将一个电路的输入信号与其他电路隔离开来时,可以将输入信号通过一个运放跟随器进行缓冲放大,然后再输入到其他电路中。
这样可以避免输入信号对其他电路产生影响,同时还可以降低对输入信号源的负载。
二、输入阻抗:运放跟随器的输入阻抗非常高,通常可达到几百兆欧姆以上,因此它可以作为信号源与输入电路之间的隔离缓冲。
当输入信号源的阻抗较高时,可以通过运放跟随器将信号缓冲后再输入到其他电路中,以保持输入电路的高输入阻抗,减小对信号源的负载影响。
三、输出阻抗:运放跟随器的输出阻抗非常低,通常可达到几个欧姆以下,因此它可以提供较大的输出电流能力。
当输出负载电阻较小或电流较大时,可以使用运放跟随器将信号源的输出信号进行缓冲放大,以驱动负载,避免负载对信号源的影响,提高系统的稳定性和性能。
四、传输速度:运放跟随器由于放大倍数为1,输入和输出信号基本上保持一致,所以其传输速度较快。
当需要在不改变信号波形的情况下,进行信号的放大、隔离和驱动时,可以使用运放跟随器来提高系统的传输速度。
运放跟随器的原理如下:运放跟随器由一个运放和负反馈电路组成,其输入信号通过负反馈电路给予运放,经过放大后的信号再经过负反馈回到运放的输入端。
运放的输出端与输入端之间通常会加一个电阻。
运放的输入端之间具有非常高的输入阻抗,可以视为无穷大,而输出端之间具有非常低的输出阻抗,可以视为零欧姆。
负反馈的作用是使运放的输入和输出之间维持一个稳定的比例关系,使运放的放大倍数约等于1。
当输入信号加到运放的输入端时,由于输入阻抗非常高,输入电流非常小,可以忽略不计。
运算放大器常见参数解析
运放常见参数总结1.输入阻抗和输出阻抗(Input Impedance And Output Impedance)一、输入阻抗输入阻抗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二、输出阻抗无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来,对于一个理想的电压源(包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意但现实中的电压源,则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)的内阻了。
当这个电压源给负载供电时,就会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率(关于为什么会限制最大输出功率,请看后面的“阻抗匹配”一问)。
同样的,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的三、阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
功放电路参数计算
功放电路参数计算功放电路的参数计算包括输入阻抗、输出阻抗、增益、带宽等,下面是一个简单的功放电路参数计算示例:假设我们需要设计一款单端推挽电路的功放,输入电压范围为1V至10V,输出功率为1W,负载为4Ω。
1.输入阻抗输入阻抗是指电路输入端的等效电阻,一般要求输入阻抗越大越好,以避免对信号源的影响。
假设我们要求输入阻抗为1MΩ,则可以根据输入电容和输入电阻计算得出输入阻抗。
输入电容一般根据信号频率和要求的带宽计算得出。
假设我们要求带宽为20MHz,则输入电容为:Cin=2πfL/Rs其中,f为信号频率,L为电感,Rs为输入电阻。
假设我们使用一个1nH的电感,则输入电容为:Cin=2π×20MHz×1nH/1MΩ=0.000628pF因此,输入阻抗为:Zin=√(1/Cin)=√(1/0.000628pF)=3.83kΩ2.输出阻抗输出阻抗是指电路输出端的等效电阻,一般要求输出阻抗越小越好,以提高负载的驱动能力。
假设我们要求输出阻抗为0.1Ω,则可以根据输出电容和输出电阻计算得出输出阻抗。
输出电容一般根据信号频率和带宽计算得出。
假设我们要求带宽为20MHz,则输出电容为:Cout=2πfL/Rs其中,f为信号频率,L为电感,Rs为输出电阻。
假设我们使用一个1nH的电感,则输出电容为:Cout=2π×20MHz×1nH/0.1Ω=1.25nF因此,输出阻抗为:Zout=Rload/(1-jωLCout)其中,Rload为负载电阻,j为虚数单位,ω为信号角频率。
假设我们使用的是一个4Ω的负载,则输出阻抗为:Zout=4/(1-j×2π×10MHz×1.25nF)=0.105+j0.059Ω3.增益增益是指输出电压与输入电压之比。
假设我们要求输出电压为1V,则增益为:A=Vout/Vin=1V/1V=14.带宽带宽是指信号频率范围,一般要求带宽越宽越好,以提高信号传输质量。
运放的基本参数
运放的基本参数运放是一种常见的电子器件,被广泛应用于电子电路中。
它是一种放大器,可以将输入信号放大到所需的幅度,并且具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点。
在电子设备中,运放的基本参数对于电路性能起着至关重要的作用。
我们来介绍一下运放的增益。
增益是运放的一个重要参数,它表示输出信号与输入信号之间的比例关系。
增益通常用分贝(dB)来表示,可以是电压增益、电流增益或功率增益。
这个参数决定了运放放大信号的能力,可以根据实际需要选择合适的增益。
运放的输入阻抗也是一个关键参数。
输入阻抗是指运放对输入信号源的负载能力,即输入端的电阻。
输入阻抗越大,表示运放对输入信号源的负载影响越小,可以减少信号源的输出功率损失。
因此,在选择运放时,需要考虑输入阻抗与输入信号源的匹配程度。
除了输入阻抗,输出阻抗也是运放的重要参数之一。
输出阻抗是指运放输出端的电阻,影响着运放与后级电路之间的匹配。
输出阻抗越小,表示运放输出信号能够驱动更大的负载电流,提供更强的输出功率。
在实际应用中,需要根据后级电路的需求选择适当的运放输出阻抗。
运放还有一个重要的参数是带宽。
带宽表示运放能够放大的频率范围,即输入信号的频率范围。
带宽越宽,运放能够放大的频率范围越广,可以保持放大倍数的稳定性。
因此,在实际应用中,需要根据输入信号的频率范围选择合适的运放带宽。
除了以上几个基本参数,运放还有许多其他的参数,如输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等。
这些参数也对电路性能产生影响,需要在选择和设计电路时加以考虑。
运放作为一种重要的电子器件,具有许多基本参数,包括增益、输入阻抗、输出阻抗和带宽等。
这些参数对于电路的性能起着至关重要的作用,需要在实际应用中加以考虑和选择。
通过合理选择运放的基本参数,可以提高电路的稳定性、放大能力和抗干扰能力,从而实现电子设备的优化设计和性能提升。
什么是电路中的输入输出阻抗
什么是电路中的输入输出阻抗电路中的输入输出阻抗是指电路对外界信号源或负载的适应程度。
输入阻抗是指电路输入端对外部信号源的适应程度,输出阻抗是指电路输出端对外部负载的适应程度。
在电路设计和分析中,了解和理解输入输出阻抗的概念以及其计算方法十分重要。
1. 输入阻抗输入阻抗用于描述电路输入端对外部信号源的适应程度。
当外部信号源连接到电路的输入端时,信号源会产生一个电流或电压信号。
输入阻抗越高,表示电路对信号源的负载越小,能更好地保证信号源的输出电压不会因电路输入而降低。
输入阻抗的计算方式取决于具体电路的类型和结构。
2. 输出阻抗输出阻抗用于描述电路输出端对外部负载的适应程度。
当负载连接到电路的输出端时,电路会向负载输出电流或电压信号。
输出阻抗越小,表示电路对负载的驱动能力越强,能更好地保证输出信号的稳定性。
输出阻抗的计算方式也与电路的类型和结构有关。
3. 输入输出阻抗的影响输入输出阻抗的大小对电路性能有重要影响。
如果输入阻抗太小,会导致信号源输出电压降低,从而减弱信号的传输,甚至产生信号失真。
如果输出阻抗太大,会导致电路对负载输出电流减小,无法满足负载的需求。
因此,在电路设计中,需要根据具体的应用需求来选择合适的输入输出阻抗。
4. 输入输出阻抗的计算方法输入输出阻抗的计算方法因电路类型而异。
以简单的电阻电路为例,输入阻抗等于电阻的阻值,而输出阻抗则等于电阻的阻值。
对于更复杂的电路,如放大器电路或滤波器电路,需要利用更复杂的电路分析方法进行计算。
这可能涉及到阻抗转换、输出阻抗等效电路模型等。
总结:电路中的输入输出阻抗是指电路对外界信号源或负载的适应程度。
输入阻抗描述了电路输入端对信号源的适应程度,而输出阻抗描述了电路输出端对负载的适应程度。
输入输出阻抗的大小对电路性能有重要影响,需要根据具体的应用需求选择合适的阻抗值。
阻抗的计算方法与电路类型和结构有关,需要利用电路分析方法进行计算。
了解和理解输入输出阻抗的概念和计算方法对电路设计和分析至关重要。
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1.驱动电路(Drive Circuit),位于主电路和控制电路之间,用来对控制电路的信号进行放大的中间电路(即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管),称为驱动电路。
功率驱动电路:一般情况下,无论是数字电路还是模拟电路,为了减小功耗,那么在内部信号处理和计算的时候,电压、电流比较小,那么这些信号对外部的驱动能力也就很小。
但是比如电机等一些外部设备,他们的功率比较高,如果直接用这些内部计算得到的信号去驱动它们显然是不行的,那么就需要有功率驱动电路了,由这些控制信号来控制功率驱动电路,再由功率驱动电路产生大功率信号,来驱动外部设备(如:电机)。
NPN三极管驱动继电器电路
注:当三极管由导通变为截止时,继电器产生一个较大的自感电压,二极管的作用是消除这个感生电动势,吸收改电动势(反向续流)。
※注:输入、输出阻抗与带负载能力(驱动能力)
对于带负载能力,可以理解为输出功率的大小。
一般大功率的功放用MOSFET管,因为它的内阻更小。
一般地,运算放大器输入阻抗越大越好,输出阻抗越小越好。
若输入信号源的电压和内阻是不变的,则放大器的输入电阻越大(即高输入阻抗),从信号源取得的电流就越小,而在信号源内阻上的压降也就越小,信号电压就能以尽可能小的损失加到放大器的输入端;若放大器的输出电阻越小(即低输出阻抗),根据电阻串联分压原理,信号源电压(放大器的输出电压)在内阻Rs(输出阻抗)上的损失也越小,负载就会获得尽可能高的输出电压,常称之为“负载能力强”,即放大器可以带动功率更大,内阻更小的负载。
2.输入阻抗和输出阻抗小结
(1)输入阻抗
输入阻抗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。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件一样,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。
(2)输出阻抗
无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来,对于一个理想的电压源(包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意,但现实中的电压源,则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源,这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)的内阻了。
当这个电压源给负载供电时,就
会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率。
同样,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的。
低输出阻抗还意味着放大器本身会有更低的功耗。
在驱动低阻抗负载时,大电流输出也是一种有用的特性。
(3)阻抗匹配
3.上拉和下拉电阻
上拉电阻就是把不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平,此电阻还起到限流的作用。
同理,下拉电阻是把不确定的信号钳位在低电平。
上拉电阻是指器件的输入电流,而下拉指的是输出电流。
拉电阻的作用:
(1)防止输入端悬空,在引脚悬空时有确定的状态
(2)通过上拉或下拉来增加或减小驱动电流
(3)增加高电平输出时的驱动能力;为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
(4)改变电平的电位,常用在TTL-CMOS匹配;当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3~5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
(5)为OC门提供电流;OC门电路必须加上拉电阻才能使用。
(6)长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。
一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大。
三极管上拉电阻三极管下拉电阻
4.W=VA×功率因数(其中,W是有功功率,VA是视在功率)
——陈宇栋 2014/3/14。