Trở kháng đầu vào của làm rõ bộ khuếch đại đảo ngược

Sử dụng bộ khuếch đại đảo ngược tiêu chuẩn: Tôi không rõ ràng về trở kháng đầu vào là gì. Lúc đầu, tôi nghĩ rằng đó là điện trở tương đương từ đầu vào đảo ngược xuống đất, đó sẽ là Rin | | Rf, bởi vì có một mặt bằng ở phía bên kia của Vin và Vout cũng như bên trong đầu ra của opamp. Tuy nhiên, hầu hết các nguồn trên internet dường như cho rằng trở kháng đầu vào là Vi / Ii, do đó biến nó thành Rin. Điều này dường như bỏ qua thực tế là dây phản hồi kết nối với các căn cứ khác. Sau đó, có những câu trả lời như thế này đề cập rằng trở kháng đầu vào là vô cùng. Tôi hy vọng tìm ra một định nghĩa rõ ràng về những gì trở kháng đầu vào đại diện và một cách tiếp cận chung [ngắn gọn] để tính toán nó trong một mạch phức tạp hơn. Cảm ơn bạn!

Tôi đã đọc hàng tấn trang như câu trả lời này và những trang khác, nhưng ở cấp độ mới bắt đầu của tôi, thật khó để rút ra một câu trả lời rõ ràng.

Khi chúng ta nói về điện trở đầu vào của một mạch, chúng tôi sẽ mô tả cách nó ảnh hưởng đến mạch khác đang cung cấp tín hiệu đầu vào.

Cụ thể, chúng tôi muốn biết, để thay đổi đầu vào hiện tại bằng cách i amps, bao nhiêu sao chúng ta cần phải thay đổi điện áp đầu vào? Đó là lý do tại sao điện trở đầu vào, theo định nghĩa, .$\dfrac{\mathrm{d}v_i}{\mathrm{d}i_i}$

Vậy điện trở đầu vào của mạch này là gì?

Điểm mấu chốt là trong cấu hình này, miễn là chúng ta tránh bão hòa đầu ra op-amp, đầu vào đảo ngược của op-amp là một mặt đất ảo . Phản hồi trong mạch hoạt động để giữ nút đó ở mức 0 V. Vì vậy, bất kỳ dòng điện đầu vào nào chúng ta muốn, theo định luật Ohm, điện áp đầu vào cần thiết là . Do đó điện trở đầu vào là R _trong .$\mathrm{R_{in}}\times{}i_{i}$

Sau đó, có những câu trả lời như thế này đề cập rằng trở kháng đầu vào là vô cùng.

Câu trả lời đó đã nói về điện trở đầu vào của op-amp, được coi là lý tưởng, không phải là điện trở đầu vào của toàn mạch.

Câu trả lời của Photon hoàn toàn đúng: op-amp lý tưởng, v.v., trở kháng đầu vào là Rin.

Trong một mạch tổng quát hơn, thậm chí một mạch có các thành phần phi tuyến tính như bóng bán dẫn, trở kháng đầu vào là tín hiệu nhỏ (tuyến tính), đại lượng phụ thuộc tần số. Điều này quan trọng bởi vì nó có thể cho người thiết kế biết về hiệu ứng tải giữa trở kháng đầu ra của giai đoạn trước và trở kháng đầu vào của giai đoạn tiếp theo. Cách tiếp cận chung để tính trở kháng đầu vào (hoặc trở kháng đầu ra) là đưa một dòng điện nhỏ vào nút đầu vào (di) và xem xét sự thay đổi kết quả về điện áp của nút đầu vào (dv). Hoặc, tương tự, để áp dụng một điện áp nhỏ (dv) và xem xét dòng điện kết quả (di) từ nguồn điện áp thử nghiệm của bạn. Sau đó tính toán (dv / di). Để làm cho nó hoàn toàn rõ ràng rằng đây là những gì đang diễn ra, hãy xem câu trả lời của tôi về Cách tính trở kháng đầu vào, trong đó tôi đã trình bày cách sử dụng chương trình mô phỏng mạch để tính toán và vẽ đồ thị trở kháng đầu vào bằng cách thêm một nguồn điện áp thử nghiệm ở đầu vào và vẽ biểu thức tùy chỉnh. Hy vọng rằng, việc nhìn thấy nguồn điện áp V1 (hoặc trong trường hợp của bạn là Vin) được vẽ theo nghĩa đen là nguồn điện áp sẽ cho thấy rõ cách tiến hành thiết lập các tính toán để thực hiện bằng tay!

Định nghĩa của Ri là Vi / Ii. Rf được kết nối giữa nút đầu ra và mặt đất ảo và về cơ bản là một mạch. Nó không liên quan đến đầu vào. Những gì bạn nói là chính xác; Ri là điện trở tương đương của đầu vào, nhưng bằng với Rin, không phải Rin | | Rf.

Còn đối với những căn cứ khác, thì chỉ có một mặt bằng. Mặt đất chỉ có nghĩa là V = 0. Bạn có thể coi mặt đất của Real real và mặt đất ảo ảo là một và giống nhau khi phân tích mạch.

Tôi muốn thêm một trực giác về điện trở đầu vào thực sự là gì và tại sao nó lại quan trọng. Điện trở đầu vào Ri là điện trở tương đương giữa vi và mặt đất. Nói cách khác, nếu bạn áp dụng vi cho bộ khuếch đại hoặc áp dụng vi cho Ri được kết nối với mặt đất, bạn sẽ có cùng dòng điện chạy qua vi trong cả hai trường hợp. Do đó Ri = vi / ii

Về lý do tại sao nó quan trọng, các nguồn tín hiệu thực tế không chỉ có vi mà còn có điện trở tín hiệu R được gắn vào nó. Khi bạn gắn nguồn tín hiệu vào bộ khuếch đại đảo ngược, điện áp đầu vào vi sẽ là điện áp nút giữa R và Rin. Nói chung, nếu bạn nhìn vào một mạch tương đương, điện trở đầu vào là tổng trở tương đương giữa vi và mặt đất. Vì vậy, nếu bạn nhìn vào quy tắc chia điện áp, Vi = Vs • Ri / (Ri + R) Có nghĩa là điện trở đầu vào càng cao, bạn càng nhận được nhiều tín hiệu ở đầu vào.

Hãy ghi nhớ Ri = vi / ii, KHÔNG Vs / ii. Trong trường hợp thứ hai, Ri sẽ phụ thuộc vào điện trở nguồn tín hiệu, đây không phải là trường hợp.