Impedansi input klarifikasi penguat pembalik

Ambil penguat pembalik standar: Saya tidak jelas tentang apa impedansi input. Pada awalnya saya pikir itu adalah perlawanan yang setara dari input pembalik ke tanah, yang akan menjadi Rin || Rf, karena ada tanah di sisi lain Vin dan Vout serta di dalam keluaran opamp. Namun, sebagian besar sumber di internet tampaknya mengklaim bahwa impedansi input adalah Vi / Ii, sehingga membuatnya Rin. Ini tampaknya mengabaikan fakta bahwa kawat umpan balik terhubung ke alasan lain. Lalu ada jawaban seperti ini yang menyebutkan bahwa impedansi input tidak terbatas. Saya berharap untuk menemukan definisi yang jelas tentang apa yang mewakili impedansi input dan pendekatan umum [singkat] untuk menghitungnya dalam rangkaian yang lebih rumit. Terima kasih!

Saya membaca banyak halaman seperti jawaban ini dan yang lainnya, tetapi pada tingkat pemula saya sulit untuk mengekstraksi jawaban yang jelas.

Ketika kita berbicara tentang resistansi input dari suatu sirkuit, kita sedang menjelaskan bagaimana itu mempengaruhi sirkuit lain yang menyediakan sinyal input.

Secara khusus, kita ingin tahu, untuk mengubah arus input oleh i amp, berapa yang kita butuhkan untuk mengubah tegangan input? Itu sebabnya resistansi input adalah, menurut definisi, .$\dfrac{\mathrm{d}v_i}{\mathrm{d}i_i}$

Jadi apa resistansi input dari rangkaian ini?

Poin kuncinya adalah bahwa dalam konfigurasi ini, selama kita menghindari menjenuhkan output op-amp, input pembalik op-amp adalah tanah virtual . Umpan balik dalam rangkaian beroperasi untuk menjaga simpul itu pada 0 V. Jadi, apa pun arus input yang kita inginkan, berdasarkan Hukum Ohm, tegangan input yang diperlukan adalah . Oleh karena itu resistansi input adalah R _in .$\mathrm{R_{in}}\times{}i_{i}$

Lalu ada jawaban seperti ini yang menyebutkan bahwa impedansi input tidak terbatas.

Jawaban itu berbicara tentang resistansi input op-amp, yang dianggap ideal, bukan resistansi input seluruh rangkaian.

Jawaban Photon benar sekali: op-amp ideal, dll. Impedansi input adalah Rin.

Dalam rangkaian yang lebih umum, bahkan satu dengan komponen non-linear seperti transistor, impedansi input adalah sinyal kecil (linierisasi), kuantitas yang bergantung pada frekuensi. Ini penting karena dapat memberi tahu perancang tentang memuat efek antara impedansi output dari tahap sebelumnya dan impedansi input yang berikutnya. Pendekatan umum untuk menghitung impedansi input (atau impedansi keluaran) adalah menyuntikkan arus kecil ke simpul input (di) dan melihat perubahan yang dihasilkan dalam tegangan dari simpul input (dv). Atau, setara, untuk menerapkan tegangan kecil (dv) dan lihat arus yang dihasilkan (di) dari sumber tegangan tes Anda. Kemudian hitung (dv / di). Untuk memperjelas bahwa inilah yang sedang terjadi, lihat jawaban saya untuk Bagaimana menghitung impedansi input, di mana saya menunjukkan bagaimana menggunakan program simulasi rangkaian untuk menghitung dan memplot impedansi input dengan menambahkan sumber tegangan uji pada input dan merencanakan ekspresi kustom. Mudah-mudahan, melihat sumber tegangan V1 (atau dalam kasus Anda Vin) digambarkan secara harfiah sebagai sumber tegangan akan memperjelas bagaimana cara mengatur perhitungan untuk melakukannya dengan tangan!

Definisi Ri adalah Vi / Ii. Rf terhubung antara simpul output dan tanah maya, dan pada dasarnya adalah sirkuit sendiri. Itu tidak terlibat dengan input. Apa yang Anda katakan itu benar; Ri adalah resistansi setara dari input, tetapi itu sama dengan Rin, bukan Rin || Rf.

Adapun "alasan lain", hanya ada satu landasan. Tanah hanya berarti V = 0. Anda dapat memperlakukan tanah "nyata" dan tanah "virtual" sebagai satu dan sama ketika menyangkut analisis rangkaian.

Saya ingin menambahkan intuisi tentang apa sebenarnya resistensi input dan mengapa itu penting. Resistansi input Ri adalah resistansi yang setara antara vi dan ground. Dengan kata lain, jika Anda menerapkan vi ke amplifier, atau menerapkan vi ke Ri yang terhubung ke ground, Anda mendapatkan arus yang sama yang mengalir melalui vi dalam kedua kasus. Karenanya Ri = vi / ii

Adapun mengapa itu penting, sumber sinyal nyata tidak hanya vi, tetapi resistansi sinyal Rs melekat padanya. Setelah Anda memasang sumber sinyal ke amplifier pembalik, tegangan input vi akan menjadi tegangan simpul antara Rs dan Rin. Secara umum, jika Anda melihat rangkaian ekivalen, resistansi input adalah resistansi total ekivalen antara vi dan ground. Jadi jika Anda melihat aturan pembagi tegangan, Vi = Vs • Ri / (Ri + Rs) Yang berarti semakin tinggi resistansi input, semakin banyak sinyal yang Anda dapatkan pada input.

Perlu diingat Ri = vi / ii, BUKAN Vs / ii. Dalam kasus kedua, Ri akan tergantung pada resistansi sumber sinyal, yang tidak demikian halnya.