[精品]输入阻抗(经典分析)

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1、输入阻抗四端网络、传输线、电子电路等的输入端口所呈现的阻抗。实质上是个等效阻抗。只有确定了输入阻抗，才能进行阻抗匹配，从信号源、传感器等获取输入信号。阻抗是电路或设备对交流电流的阻力，输入阻抗是在入口处测得的阻抗。高输入阻抗能够减小电路连接时信号的变化，因而也是最理想的。在给定电压下最小的阻抗就是最小输入阻抗。作为输入电流的替代或补充，它确定输入功率要求。天线的输入阻抗定义为输入端电压和电流Z比。其值表征了天线与发射机或接收机的匹配状况，体现了辐射波与导行波之间能量转换的好坏。输出阻抗阻抗是电路或设备对交流电流的阻力，输出阻抗是在出口处测得的阻抗。阻抗越小

2、，驱动更大负载的能力就越高。输入肌抗和输出阻抗在很多地方都用到，非常重要。首先，输入阳•抗和输岀卩FL抗是相対的，我们先要明白阻抗的意思。阻抗，简单的说就是阻碍作用，甚至可以说就是电阻，即一种另一层意思上的等效电阻。引入输入阻抗和输出阻抗这两个词，授大的冃的是在设计电路中，要提高效率，即要达到阻抗匹配，达到最佳效果。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來设计。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，两个电路就町不作任何更改，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，

3、单位自然就是欧姆To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*蛊的电流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，输入阻抗越人，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：如果是用电压源來驱动的，则输入卩FL抗越大越好；如果是用电流源來驱动的，则阻抗越小越好（注：只

4、适合于低频电路，在高频电路中，还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最人输出功率时，也要考虑阻抗匹配问题二、输出阻抗无论信号源或放人器还有电源，都有输出阻抗的问题。输出阻抗就是一个信号源的内阻。木来，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绘特别需要注意但现实屮的电压源，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(信号源倣大器输出/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Ixi

5、•的电压降。这将导致电源输出电压的下降，从而限制了最人输出功率(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-•种合适的搭配方式。阻抗兀配分为低频和高频两利悄况讨论。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，总是冇内阻的(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。假设负载电阻为R，电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电FLR的电流为：l=U/(R

6、+r),可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U/[l+(i7R)],可以看出，负载电阻R越大，则输出电压UO越高。再來计算-下电阻R消耗的功率为：P=I2xR=[U/(R+r)]2xR=U2xR/(R2+2xRxr+r2)=U2xR/[(R-r)2+4xRxr]=U2/{[(R-r)2/R]+4xr}对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)2^],当R=i•时，[(R-r)2/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最人输出功率Pmax=U2/(4xr)o即，当负载电

7、阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共扼匹配。在低频电路屮，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载Z间的情况，因为低频信号的波氏相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“煎线反射可以不考虑(可以这么理解：因为线翹，即使反射回来，跟原信号还是一样的)。从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输岀电流大，则选择小的负载R；如果我们需耍输出电压人，则选择人

8、的负载R；如果我们需要输出功率最人，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R