功率放大器的输入阻抗和输出阻抗的关系
输入阻抗(inputimpedance)主要是电路输入端的等效阻抗。如果我们在输入端添加一个电压源U,并在输入端测量电流I,输入阻抗Rin为U/I。输入端可视为电阻的两端,其电阻值为输入阻抗。
对于相同的输入电压,如果输入阻抗很低,就需要大量的电流流过,这就需要测试前一级的电流输出能力。如果输入阻抗高,所需电流很小,大大减轻了前一级电流输出能力的负担。因此,请在您的电路设计中添加输入阻抗。
输入阻抗与普通电抗元件没有什么区别,反映了电流阻抗的大小。对于电压驱动电路,输入阻抗越大,电压源负载越轻,在不影响信号源的情况下更容易驱动。另一方面,对于电流驱动电路,输入阻抗越小,电流源负载越轻。当由电压源驱动时,输入阻抗越大越好。用电流源驱动时,阻抗越小越好,应考虑阻抗匹配。
1、电压源驱动的电路
电压源驱动,可理解为恒压电池作为能源源,总是充满能量,不断给负载供电,没有内阻。若在负载两端施加电压源U以产生电流I,则负载阻抗Rin为U/U/I。负荷消耗的功率为P=UI=U/Rin。从这个等式可以看出,Rin总是起到降低电流I的作用。Rin越大,负载消耗的能量就越少。负载阻抗是负载的输入阻抗。
2、电流驱动的电路
与电压源驱动相反,电流驱动电路可理解为电流恒定能源I,为负载供电。根据欧姆定律,产生的电压是U=I*Rin,负荷消耗的功率为P=U*I=I*I*Rin。从这个等式可以看出,负载的输入阻抗Rin起到了增加功率的作用。恒流源驱动的电路电阻越大,负载两端的电压越高,消耗的功率越大。
输出阻抗(outputimpedance)包括独立供电网络输出端的等效电压源(戴维南等效电路)或等效电流源(诺顿等效电路)的内阻抗。当独立电源为零时,输入阻抗从输出端口进入。输出阻抗存在于信号源、功率放大器和电源中。输出阻抗是信号源的内阻。本质上,对于理想的电压源(包括电源)来说,内阻应该是0,而对于理想的电流源来说,阻抗应该是无限的。在电路设计中,应特别注意输出阻抗。
ATA-304 功率放大器
现实电压源做不到这一点。理想电压源通常与电阻r串联使用,使其与实际电压源相当。这种与理想电压源串联的电阻r是信号源/放大器输出/电源的内阻。当电压源为负载供电时,它会吸收电流I并在电阻上产生I×r的电压降低。这将降低电源输出电压,限制最大输出功率。同样,对于理想的电流源来说,输出阻抗应该是无限的,这在实际电路中是不可能的。
输出阻抗是指电路输出端看到电路负载时的等效阻抗。事实上,它主要用于能源或输出电路。输出端能源测量的阻抗,俗称内阻。
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