एम्पलीफायर स्पष्टीकरण को बदलने के इनपुट प्रतिबाधा

Question

एक मानक इनवर्टर एम्पलीफायर लें: मैं स्पष्ट नहीं हूं कि इनपुट प्रतिबाधा क्या है। पहले मुझे लगा कि यह इनवर्टिंग इनपुट से जमीन के समतुल्य प्रतिरोध है, जो रिन होगा || आरएफ, क्योंकि विन और वाउट के दूसरी तरफ एक मैदान है और साथ ही साथ ओपैंप के आउटपुट के अंदर भी है। हालांकि, इंटरनेट पर अधिकांश स्रोतों का दावा है कि इनपुट प्रतिबाधा वीआई / आईआई है, इस प्रकार इसे रिन बनाते हैं। यह इस तथ्य को नजरअंदाज करता प्रतीत होता है कि फीडबैक वायर अन्य आधारों से जुड़ता है। फिर इस तरह के उत्तर हैं जो उल्लेख करते हैं कि इनपुट प्रतिबाधा अनंत है। मुझे उम्मीद है कि इनपुट प्रतिबाधा का एक स्पष्ट परिभाषा और एक अधिक संक्षिप्त सर्किट में गणना करने के लिए एक [संक्षिप्त] सामान्य दृष्टिकोण क्या है। धन्यवाद!

मैंने इस उत्तर और अन्य जैसे कई पृष्ठों को पढ़ा , लेकिन मेरे शुरुआती स्तर पर एक स्पष्ट उत्तर निकालना कठिन था।

Answer 1

जब हम एक सर्किट के इनपुट प्रतिरोध के बारे में बात करते हैं, तो हम यह वर्णन कर रहे हैं कि यह कैसे दूसरे सर्किट को प्रभावित करता है जो इनपुट सिग्नल प्रदान कर रहा है।

विशेष रूप से, हम जानना चाहते हैं, ताकि मैं इनपुट द्वारा वर्तमान इनपुट को बदलने के लिए , हमें इनपुट वोल्टेज को बदलने की कितनी आवश्यकता है? इसीलिए इनपुट प्रतिरोध, परिभाषा के अनुसार है,$\dfrac{\mathrm{d}v_i}{\mathrm{d}i_i}$।

तो इस सर्किट का इनपुट प्रतिरोध क्या है?

मुख्य बिंदु यह है कि इस कॉन्फ़िगरेशन में, जब तक हम op-amp आउटपुट को संतृप्त करने से बचते हैं, तब तक op-amp का इनवर्टिंग इनपुट एक वर्चुअल ग्राउंड है । सर्किट में फीडबैक उस नोड को 0 वी पर रखने के लिए काम करता है। इसलिए हम ओम के नियम से जो भी इनपुट करेंट चाहते हैं, आवश्यक इनपुट इनपुट है$\mathrm{R_{in}}\times{}i_{i}$। इसलिए इनपुट प्रतिरोध आर _{में है} ।

फिर इस तरह के उत्तर हैं जो उल्लेख करते हैं कि इनपुट प्रतिबाधा अनंत है।

यह उत्तर ऑप-एम्प के इनपुट प्रतिरोध के बारे में बात कर रहा था, जिसे आदर्श माना गया था, न कि पूरे सर्किट का इनपुट प्रतिरोध।

Answer 2

फोटॉन का उत्तर बिल्कुल सही है: आदर्श ऑप-एम्प, आदि, इनपुट प्रतिबाधा है रिन।

अधिक सामान्य सर्किट में, ट्रांजिस्टर जैसे गैर-रेखीय घटकों के साथ भी, इनपुट प्रतिबाधा एक छोटा-संकेत (रैखिक), आवृत्ति-निर्भर मात्रा है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह डिजाइनर को पूर्व चरण के आउटपुट प्रतिबाधा और अगले एक के इनपुट प्रतिबाधा के बीच लोडिंग प्रभावों के बारे में बता सकता है। इनपुट प्रतिबाधा (या आउटपुट प्रतिबाधा) की गणना करने के लिए सामान्य दृष्टिकोण इनपुट नोड (डीआई) में एक छोटे से वर्तमान को इंजेक्ट करना है और इनपुट नोड (डीवी) के वोल्टेज में परिणामी परिवर्तन को देखना है। या, एक छोटे से वोल्टेज (डीवी) को लागू करने के लिए, और अपने परीक्षण वोल्टेज स्रोत से परिणामी वर्तमान (डीआई) को देखें। फिर गणना (DV / di)। यह पूरी तरह से स्पष्ट करने के लिए कि यह क्या चल रहा है, इनपुट प्रतिबाधा की गणना करने के लिए मेरे उत्तर पर एक नज़र डालें, जहां मैंने प्रदर्शन किया कि कैसे इनपुट सर्किट प्रतिबाधा की गणना करने के लिए सर्किट इम्पीडेंस प्रोग्राम का उपयोग किया जाए और इनपुट पर टेस्ट वोल्टेज स्रोत को जोड़कर एक कस्टम एक्सप्रेशन तैयार किया जाए। उम्मीद है, वोल्टेज स्रोत V1 (या आपके मामले में विन) को सचमुच एक वोल्टेज स्रोत के रूप में देखते हुए यह स्पष्ट हो जाएगा कि हाथ से इसे करने के लिए गणना की स्थापना कैसे करें!

Answer 3

Ri की परिभाषा Vi / Ii है। आरएफ आउटपुट नोड और वर्चुअल ग्राउंड के बीच जुड़ा हुआ है, और मूल रूप से अपने आप में एक सर्किट है। यह इनपुट के साथ शामिल नहीं है। सही कहा आपने; Ri इनपुट के समतुल्य प्रतिरोध है, लेकिन वह Rin के बराबर है, Rin नहीं || आरएफ।

"अन्य आधार" के लिए, केवल एक मैदान है। ग्राउंड का मतलब सिर्फ V = 0 है। जब आप सर्किट विश्लेषण की बात करते हैं तो आप "वास्तविक" ग्राउंड और "वर्चुअल" ग्राउंड को एक जैसा मान सकते हैं।

मैं इस बात पर एक अंतर्ज्ञान जोड़ना चाहूंगा कि वास्तव में इनपुट प्रतिरोध क्या है और यह क्यों मायने रखता है। इनपुट प्रतिरोध री vi और जमीन के बीच बराबर प्रतिरोध है। दूसरे शब्दों में, यदि आप vi को एम्पलीफायर पर लागू करते हैं, या जमीन से जुड़े vi को Ri पर लागू करते हैं, तो आपको दोनों मामलों में vi के माध्यम से समान प्रवाह प्राप्त होता है। इसलिए री = vi / ii

यह महत्वपूर्ण क्यों है, इसके लिए वास्तविक सिग्नल स्रोतों में केवल vi ही नहीं, बल्कि एक सिग्नल प्रतिरोध भी जुड़ा हुआ है। एक बार जब आप सिग्नल स्रोत को इनवर्टिंग एम्पलीफायर से जोड़ देते हैं, तो इनपुट वोल्टेज vi रु और रिन के बीच नोड वोल्टेज होगा। आम तौर पर, यदि आप एक समतुल्य सर्किट को देखते हैं, तो इनपुट प्रतिरोध vi और जमीन के बीच कुल समतुल्य प्रतिरोध होता है। इसलिए यदि आप वोल्टेज विभक्त नियम को देखते हैं, तो Vi = Vs • Ri / (Ri + रु) का अर्थ है कि इनपुट प्रतिरोध जितना अधिक होगा, इनपुट पर आपको उतना अधिक सिग्नल मिलेगा।

री = vi / ii, न कि बनाम / ii को ध्यान में रखें। दूसरे मामले में, री सिग्नल स्रोत प्रतिरोध पर निर्भर करेगा, जो कि मामला नहीं है।