輸入阻抗

輸入阻抗

輸入阻抗(input impedance)是指一個電路輸入端的等效阻抗。在輸入端上加上一個電壓源U,測量輸入端的電流I,則輸入阻抗Rin就是U/I。你可以把輸入端想象成一個電阻的兩端,這個電阻的阻值,就是輸入阻抗。輸入阻抗是天線的一個重要參數, 在天線的研究、設計以及天線的使用中常常用到,是指天線輸入端上的總電壓與總電流之比。在輸入端加入一交流信號ui ,用示波器監視輸出信號,在輸出波形不失真的情況下用交流毫伏表測量電阻R 兩端的對地電壓Ui和U ,通過計算得到輸入阻抗值Ri 。

基本介紹


輸入阻抗是天線的一個重要參數, 在天線的研究、設計以及天線的使用中常常用到,是指天線輸入端上的總電壓與總電流之比。其值表徵了天線與發射機或接收機的匹配狀況,體現了輻射波與導行波之間能量轉換的好壞。
輸入阻抗
輸入阻抗
輸入阻抗是指一個電路輸入端的等效阻抗。在輸入端上加上一個電壓源U,測量輸入端的電流I,則輸入阻抗Rin就是U/I。你可以把輸入端想象成一個電阻的兩端,這個電阻的阻值,就是輸入阻抗。
輸入阻抗輸入阻抗跟一個普通的電抗元件沒什麼兩樣,它反映了對電流阻礙作用的大小。對於電壓驅動的電路,輸入阻抗越大,則對電壓源的負載就越輕,因而就越容易驅動,也不會對信號源有影響;而對於電流驅動型的電路,輸入阻抗越小,則對電流源的負載就越輕。因此,我們可以這樣認為:如果是用電壓源來驅動的,則輸入阻抗越大越好;如果是用電流源來驅動的,則阻抗越小越好(註:只適合於低頻電路,在高頻電路中,還要考慮阻抗匹配問題。
四端網路、傳輸線、電子電路等的輸入埠所呈現的阻抗。實質上是個等效阻抗。只有確定了輸入阻抗,才能進行阻抗匹配,從信號源、感測器等獲取輸入信號。阻抗是電路或設備對交流電流的阻力,輸入阻抗是在入口處測得的阻抗。高輸入阻抗能夠減小電路連接時信號的變化,因而也是最理想的。在給定電壓下最小的阻抗就是最小輸入阻抗。作為輸入電流的替代或補充,它確定輸入功率要求。
天線的輸入阻抗定義為輸入端電壓和電流之比。其值表徵了天線與發射機或接收機的匹配狀況,體現了輻射波與導行波之間能量轉換的好壞。

測量方法


伏安法

此方法是根據歐姆定律( R = U/ I) 測試輸入阻抗的。在放大電路的輸入端並聯毫伏表和串聯毫安表,輸入端加上一定的交流信號, 分別測出相應的電壓和電流值,通過計算得到放大電路的輸入阻抗。這種測法結構簡單,但誤差較大。

等值法

輸入阻抗
輸入阻抗
輸入阻抗
輸入端加上一定的交流信號,開關S 接向“1”端,記錄電壓值;然後將開關S 接向“2”,調節電位器RP , 直到電壓表的示值與接“1”時相同, 此時電位器的阻值RP 就是放大電路的輸入阻抗。

換演演算法

輸入阻抗測試方法如圖2 所示, R 為一輔助電阻。在輸入端加入一交流信號ui ,用示波器監視輸出信號,在輸出波形不失真的情況下用交流毫伏表測量電阻R 兩端的對地電壓Ui和U ,通過計算得到輸入阻抗值Ri 。R 的選擇應與Ri 為同一數量級,過大和過小都會使測量誤差增大。
輸出阻抗
無論信號源或放大器還有電源,都有輸出阻抗的問題。輸出阻抗就是一個信號源的內阻。本來,對於一個理想的電壓源(包括電源),內阻應該為0,或理想電流源的阻抗應當為無窮大。輸出阻抗在電路設計最特別需要注意。
但現實中的電壓源,則不能做到這一點。我們常用一個理想電壓源串聯一個電阻r的方式來等效一個實際的電壓源。這個跟理想電壓源串聯的電阻r,就是(信號源/放大器輸出/電源)的內阻了。當這個電壓源給負載供電時,就會有電流I從這個負載上流過,並在這個電阻上產生I×r的電壓降。這將導致電源輸出電壓的下降,從而限制了最大輸出功率(關於為什麼會限制最大輸出功率,請看後面的“阻抗匹配”一問)。同樣的,一個理想的電流源,輸出阻抗應該是無窮大,但實際的電路是不可能的。