アンプで高い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスが望ましいのはなぜですか？

理想的なアンプでは、入力インピーダンスが高く出力インピーダンスが低いことが望ましいことを学びました。なぜ正確に？アンプが反対の低入力インピーダンスと高出力インピーダンスを持つことの意味は何ですか。

インピーダンスの入力と出力の方法が正確にはわかりません。

実際、質問の前提は、関心のある信号が電圧である場合にのみ当てはまります。その場合、アンプの入力に電流が流れない（無限または少なくとも非常に高い入力インピーダンスがある）場合、ソースに接続しても、ソースインピーダンスが何であっても信号電圧には影響しません。

同様に、負荷をアンプの出力に接続するときに、アンプの出力インピーダンスがゼロの場合、負荷によって引き出される電流に関係なく、信号電圧は変化しません。

これらのプロパティにより、システム全体の動作をより簡単に分析できます。

ただし、関心のある信号が電圧ではなく電流である場合、同じ理由でアンプの入力インピーダンスをゼロにし、出力インピーダンスを無限にする必要があります。

理想的なアンプは、その入力から電​​流を一切引き出さないでください。2入力アンプを想定すると、両方の入力プローブの信号電流はゼロです。言い換えれば、入力インピーダンスは無限でなければなりません！

$A(v_2-v_1)$

実際のアンプの場合、入力インピーダンスはできるだけ大きくする必要があり、出力インピーダンスはできるだけ低くする必要があります！

主にオーディオアンプに関する簡単な回答：-

低出力インピーダンスのオーディオアンプは、高出力インピーダンスのアンプよりも効率的にスピーカーに大きな電力を供給できます。したがって、オーディオアンプの出力インピーダンスは1オーム未満、多くの場合ミリオームで測定されることがわかります。

一方、（たとえば）マイクからの弱くて弱い信号は、入力インピーダンスが低すぎるアンプリファイアーに信号を送るのに苦労したくありません-これは信号を減衰させる可能性があり（大幅に）補償するための増幅レベル、したがってノイズのピックアップなどの増加

あなたが示唆するように、オーディオパワーアンプのインピーダンスが逆になった場合、ラウドスピーカーでノイズ信号を生成する可能性があり、スピーカーから同等の音レベルを生成する際にかなり暖かくなるほど電力効率が悪くなります。

一部のマイクの周波数応答の再形成が発生する可能性があるという点で、低入力インピーダンスには他の問題があります。これは、高出力インピーダンスにも当てはまります-スピーカーの電気機械的なニュアンスにより、一部の信号が本来よりも大きく見える場合があります。

余談ですが、入力インピーダンスがかなり低いアンプは数多くあります。これらは通常、信号反射を防ぐためにインピーダンスを一致させる必要があるRFの分野にあります。

疑う余地のない他の例があります。

負帰還は、アンプの出力を「線形化」するために使用されます。アンプの出力が入力の正確な増幅コピーである場合、アンプは線形です。アンプが線形でない場合、出力は歪んでいます。線形歪みは、優れたオーディオアンプの仕様の1つです。

負帰還の副作用は、一般的な構成では、低インピーダンス出力を作成することです。アンプにどのような負荷をかけたとしても、出力電圧は同じです。出力電圧が入力にフィードバックされてアンプが線形化されるため、出力電圧は負荷条件の影響を受けなくなります。

良いアンプは負帰還を使用します：電圧フィードバックは一般的です：良いアンプは一般に出力インピーダンスが低いです。

一部の負荷（特にスピーカー）の電圧応答は、非常に非線形であり、非常に周波数に敏感です。このため、一部のオーディオエンジニアは、高インピーダンス出力アンプ、つまり電流駆動アンプを低インピーダンス出力オーディオアンプよりも優れていると考えています。

高出力インピーダンスアンプは、スピーカーへの電力伝送において必ずしも低効率ではありません（ラウドスピーカーはソフトスピーカーよりも本質的に音が良い）、電源からスピーカーへの電力伝送において本質的に低効率ではありません（その中の電力）とにかく量は安いです）、しかし、電流検出回路は常に電圧検出回路よりもわずかに難しく、わずかに高価で、わずかに直線的ではありません。

アンプ（電圧）を使用して回路を駆動する場合、または他の回路で駆動する場合は、負荷効果を最小限に抑えることが望ましいです。