输入、输出阻抗以及阻抗匹配.pdf

输入、输出阻抗以及阻抗匹配 在具有电阻、 电感和电容的电路里， 对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。 阻 抗常用 Z 表示。 阻抗由电阻、 感抗和容抗三者组成， 但不是三者简单相加。 阻抗 的单位是欧。 在直流电中， 物体对电流阻碍的作用叫做电阻， 世界上所有的物质 都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。 电阻很小的物质称作良导体， 如金属等； 电阻极大的物质称作绝缘体， 如木头和塑料等。 还有一种介于两者之间的导体叫 做半导体， 而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。 但是在交流电的领域中则 除了电阻会阻碍电流以外， 电容及电感也会阻碍电流的流动， 这种作用就称之为 电抗，意即抵抗电流的作用。 电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗， 简称 容抗及感抗。 它们的计量单位与电阻一样是欧姆， 而其值的大小则和交流电的频 率有关系， 频率愈高则容抗愈小感抗愈大， 频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。 此 外电容抗和电感抗还有相位角度的问题， 具有向量上的关系式， 因此才会说： 阻 抗是电阻与电抗在向量上的和。 对于一个具体电路， 阻抗不是不变的， 而是随着 频率变化而变化。 在电阻、 电感和电容串联电路中， 电路的阻抗一般来说比电阻 大。也就是阻抗减小到最小值。 在电感和电容并联电路中， 谐振的时候阻抗增加 到最大值，这和串联电路相反。 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 输入端的电流 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。 输入阻抗是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标： 对于电压驱动的电路， 输入阻抗越大， 表明放大器从信号源取的电流越小， 放大 器输入端得到的信号电压也越大， 即信号源电压衰减的少， 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。理论基础： Us= （Rs+Ri）×I 。 Rs为信号源内阻， Ri 为放大器输入电阻。因此作为测量信号电压的示波器、电 压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。 对于一般的放大电路来说， 输 入电阻当然是越大越好。 如果想从信号源取得较大的电流， 则应该使放大器具有 较小的输入电阻 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： 如果是用电压源来驱动的， 则输入阻抗越大越好； 如果是用电 流源来驱动的，则阻抗越小越好（注：只适合于低频电路，在高频电路中，还要 考虑阻抗匹配问题。）另外如果要获取最大输出功率时，也要考虑 阻抗匹配问 题。 二、输出阻抗 无论信号源或放大器还有电源， 都有输出阻抗的问题。 输出阻抗就是一个信号源 的内阻。本来，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最特别需要注意。 但现实中的电压源， 则