2020-05-24 22:27:53

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阻抗是电路或设备对电流的阻力,输出阻抗是在出口处测得的阻抗。阻抗越小,驱动更大负载的能力就越高。

输出阻抗(output impedance) 含独立电源网络输出端口的等效电压源(戴维南等效电路)或等效电流源(诺顿等效电路)的内阻抗。其值等于独立电源置零时,从输出端口视入的输入阻抗。

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基本信息

  • 中文名

    输出阻抗

  • 外文名

    outputimpedance

  • 作    用

    阻抗越小负载的能力就越高

  • 类    别

    物理现象

  • 广义上

    等效电阻

折叠 编辑本段 简介

输入阻抗和输出阻抗在很多地方都用到,非常重要。

首先,输入阻抗和输出阻抗是相对的,我们先要明白阻抗的意思。

阻抗,简单的说就是阻碍作用,是广义上的等效电阻。

引入输入阻抗和输出阻抗这两个词,最大的目的是在设计电路中,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来设计。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,两个电路就可不作任何更改,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,单位与电阻相同。

折叠 编辑本段 分析

输出阻抗就是一个信号源的内阻,阻抗越小,驱动更大负载的能力就越高。输出阻抗是在出口处测得的阻抗。输出阻抗对电路的影响 无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。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。现实中的电压源,则做不到这一点,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/放大器输出/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I×r的电压降。这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率。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。

折叠 编辑本段 阻抗

输入阻抗和输出阻抗在很多地方都用到,非常重要。输入阻抗和输出阻抗是相对的,我们先要明白阻抗的意思。

阻抗,简单的说就是阻碍作用,是广义上的等效电阻,单位与电阻相同。

我们以打沙包为例来理解阻抗:

假如您是一名拳击运动员,您肯定知道,在练习拳击时,沙包里面的沙是有讲究的,一个重量合适、硬度合适的沙包,您打上去会感觉很舒服。但是,如果哪一天我把沙包做了手脚,例如,里面换成了铁沙,您还是用以前的力打上去,沙包变重了,打不动会产生很大的反弹力,您的手可能就会受不了。相反,如果我把里面换成了很轻的东西,如棉花,您一出拳,则可能会扑空,手也可能会脱臼,也受不了。

其实,这就是一个阻抗的典型表现。您相当于是能量源,沙包就相当于负载,里面装的东西相当于负载的阻抗,因为沙包本身阻抗的存在,所以您作为能量源,要输出力,或者说输出能量,才可以将沙包这个负载移动。

折叠 编辑本段 输入

  • 电压源驱动的电路

所谓电压源驱动,可以理解为没有内阻且总是充满能量的恒压电池作为能量源,给负载供电。

一个类似于能量源的电压源U,加到负载的两端,产生的电流I,那么负载的阻抗Rin就是U/I。负载上消耗的功率P=UI=U/Rin,由公式可知,这里的Rin总是起到减少电流I的作用,Rin越大,负载消耗的能量就越小;这里负载的阻抗就是负载的输入阻抗

输出阻抗输出阻抗

  • 电流源驱动的电路

与电压源驱动的电路正好相反,电流源驱动可以理解为一个电流恒定的能量源I,给负载供电。

由欧姆定律可知,产生的电压为U=I*Rin,负载消耗的功率为P=U*I=I*Rin,由公式可知,这里负载输入阻抗Rin起到增大功率的作用,恒流源驱动的电路,电阻越大,负载两端电压越高,消耗的功率越大。

折叠 编辑本段 输出

与输入阻抗相对应的,是输出阻抗。

输出阻抗,是指电路负载从电路输出端口反着看进电路时电路所等效的阻抗,其实主要是针对能量源或者输出电路来说的,是能量源在输出端测到的阻抗,俗称内阻。

  • 电压源驱动的电路

电压源在加到负载上时,除了在负载端消耗能量,自身也会产生能量的消耗,这里是因为电压源在输出能量的时候,内部存在阻碍能量输出的阻抗,比如电池的内阻。比如恒压源U,输出阻抗为Rout,负载端电压为Ur,负载R,电流为I=U/(Rout+R),负载端电压Ur=I*R=U*R/(Rout+R),负载产生的功率为P=Ur*I=U*R/(Rout+R)。由此公式可知,输出阻抗越小,驱动负载的能力越大。

输出阻抗输出阻抗

  • 电流源驱动的电路

对于电流源驱动的电路,也存在输出阻抗,输出阻抗并联在恒流源两端。

电流源输出恒定电流I,一部分In消耗在内阻Rout上,剩余的电流Ir消耗在负载R上,由此可知,负载R上电压为Ur=Ir*R,和内阻Rout两端电压一致,即Ur=Ir*R=In*Rout,又因为I=Ir+In通过推导可知Ur=I* Rout * R /( Rout+R),负载端功率:

P=Ur*Ir=Ur/Rout=I*Rout*R/( Rout+R)= I *R/( Rout+R/Rout+2R)

由此可知,在Rout=R时,外端负载P最大。因此,对于恒流源负载,要想获得最大功率,需要将负载的电阻值和电流源的内阻匹配一致,即尽量趋近同一个值。

输出阻抗输出阻抗

折叠 编辑本段 电路

引入输入阻抗和输出阻抗这两个词,最大的目的是在设计电路中,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来设计。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,两个电路就可不作任何更改,直接组合成一个更复杂的电路(或者系统)。

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