反転増幅器の入力インピーダンスの明確化


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標準的な反転増幅器を例にとり ます。入力インピーダンスが何であるかはわかりません。最初は、反転入力からグラウンドへの等価抵抗、つまりRinだと思っていました|| Rf。VinとVoutの反対側、およびオペアンプの出力の内側にグラウンドがあるためです。ただし、インターネット上のほとんどのソースは、入力インピーダンスがVi / Iiであると主張しているため、Rinになっています。これは、フィードバックワイヤが他のグラウンドに接続するという事実を無視しているように見えます。次に、入力インピーダンスが無限であることを言及するこのような答えがあります。入力インピーダンスが何を表しているのかを明確に定義し、より複雑な回路でそれを計算するための[簡単な]一般的なアプローチを見つけたいと思っています。ありがとうございました!

私はこの答えや他のたくさんのページを読みましたが、初心者レベルでは明確な答えを抽出するのは困難でした。

回答:


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回路の入力抵抗について説明するときは、それが入力信号を提供している他の回路にどのように影響するかを説明します。

dvd

それで、この回路の入力抵抗は何ですか?

R×。したがって、入力抵抗はR inです。

次に、入力インピーダンスが無限であることを言及するこのような答えがあります。

その答えは、回路全体の入力抵抗ではなく、理想的なオペアンプの入力抵抗について話していました。


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Photonの答えは完全に正しいです。理想的なオペアンプなどの入力インピーダンスはRinです。

より一般的な回路では、トランジスタなどの非線形コンポーネントを備えた回路であっても、入力インピーダンスは小信号(線形化)の周波数依存の量です。これは、前のステージの出力インピーダンスと次のステージの入力インピーダンスの間の負荷効果について設計者に伝えることができるため、重要です。入力インピーダンス(または出力インピーダンス)を計算する一般的なアプローチは、入力ノード(di)に小さな電流を注入し、結果として生じる入力ノード(dv)の電圧変化を調べることです。または、同等に、小さな電圧(dv)を適用して、テスト電圧源から結果として得られる電流(di)を確認します。次に、(dv / di)を計算します。これが起こっていることを完全に明確にするために、入力インピーダンスを計算する方法への私の答えを見てくださいここでは、回路シミュレーションプログラムを使用して、入力にテスト電圧源を文字通り追加し、カスタム式をプロットすることにより、入力インピーダンスを計算してプロットする方法を示しました。うまくいけば、電圧源として文字通り描かれた電圧源V1(またはあなたの場合はVin)を見ると、手動でそれを行うための計算の設定方法を明確にすることがわかります!


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Riの定義はVi / Iiです。Rfは出力ノードと仮想接地の間に接続され、基本的にはそれ自体が回路です。入力には関与しません。あなたの言ったことは正しいです。Riは入力の等価抵抗ですが、Rinではありません。Rf。

「その他の根拠」については、唯一の根拠があります。グラウンドはV = 0を意味します。回路解析に関しては、「実際の」グラウンドと「仮想」グラウンドを同じものとして扱うことができます。

入力抵抗が実際に何であり、なぜそれが重要であるかについて直感を追加したいと思います。入力抵抗Riは、viとグラウンド間の等価抵抗です。つまり、アンプにviを適用するか、グラウンドに接続されたRiにviを適用すると、どちらの場合も同じ電流がviを流れます。したがって、Ri = vi / ii

なぜそれが重要なのかについては、実際の信号源にはviだけでなく、信号抵抗Rsが付加されています。信号源を反転増幅器に接続すると、入力電圧viはRsとRinの間のノード電圧になります。一般に、等価回路を見ると、入力抵抗はviとグラウンドの間の合計等価抵抗です。したがって、分圧器の規則を見ると、Vi = Vs•Ri /(Ri + Rs)です。これは、入力抵抗が高いほど、入力で得られる信号が多くなることを意味します。

Vs / iiではなく、Ri = vi / iiに注意してください。2番目のケースでは、Riは信号源の抵抗に依存しますが、そうではありません。

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