Mengapa diinginkan dalam amplifier untuk memiliki impedansi input tinggi dan impedansi keluaran rendah?

Saya telah belajar bahwa itu diinginkan dalam penguat yang ideal untuk memiliki impedansi input tinggi dan impedansi keluaran rendah. Kenapa tepatnya? Apa implikasi penguat memiliki impedansi input rendah dan impedansi output tinggi.

Saya tidak mengerti persis bagaimana impedansi input dan output.

Sebenarnya, premis pertanyaan Anda hanya benar jika sinyal yang Anda minati adalah voltase. Dalam hal ini, jika amplifier tidak menarik arus melalui inputnya (memiliki impedansi input tak terbatas, atau setidaknya sangat tinggi), maka menghubungkannya ke sumber tidak akan mempengaruhi tegangan sinyal, terlepas dari apa impedansi sumber.

Demikian pula, ketika Anda menghubungkan beban ke output amplifier Anda, jika amplifier memiliki impedansi keluaran nol, tegangan sinyal tidak akan berubah, terlepas dari arus yang ditarik oleh beban.

Properti ini membuatnya lebih mudah untuk menganalisis perilaku sistem secara keseluruhan.

Namun, jika sinyal yang Anda minati adalah arus daripada tegangan, Anda ingin amplifier Anda memiliki impedansi masukan nol dan impedansi keluaran tak terbatas untuk alasan yang sama.

Penguat yang ideal seharusnya tidak menarik arus sama sekali dari inputnya. Dengan asumsi penguat input dua arus sinyal di kedua probe input adalah nol. Dengan kata lain impedansi input harus tidak terbatas!

Keluarannya harus beroperasi sebagai sumber tegangan ideal. Ini berarti bahwa potensi antara output dan ground harus$A(v_2-v_1)$

Untuk penguat nyata, impedansi input harus sebesar mungkin sedangkan impedansi output harus serendah mungkin!

Jawaban sederhana yang berkaitan terutama dengan amplifier audio: -

Penguat audio dengan impedansi output yang rendah dapat memberikan daya yang lebih besar ke loudspeakernya lebih efisien daripada amplifier dengan impedansi output yang lebih tinggi. Dengan demikian, Anda akan menemukan bahwa ampli audio memiliki impedansi keluaran yang diukur dalam waktu kurang dari 1 ohm dan dalam banyak kasus dalam mili-ohm.

Di sisi lain, sinyal lemah dan lemah dari (katakanlah) mikrofon tidak ingin berjuang dengan memberi makan sinyal ke dalam amplifer dengan impedansi input yang terlalu rendah - ini mungkin berpotensi (dan secara signifikan) melemahkan sinyal dan membutuhkan lebih tinggi tingkat amplifikasi untuk mengkompensasi sehingga meningkatkan noise pick-up dll.

Jika, impedansi penguat daya audio terbalik, seperti yang Anda sarankan, itu berpotensi menghasilkan sinyal bising pada pengeras suara dan, menjadi tidak efisien daya ke titik yang akan menjadi jauh lebih hangat secara signifikan dalam menghasilkan tingkat suara yang setara dari speaker.

Ada masalah lain dengan impedansi input rendah dalam membentuk kembali respons frekuensi beberapa mikrofon. Ini juga berlaku untuk impedansi keluaran tinggi - nuansa elektro-mekanis pembicara dapat menyebabkan beberapa sinyal tampak lebih keras daripada yang seharusnya.

Selain itu, ada banyak amplifier itu memang memiliki impedansi input yang cukup rendah dan ini biasanya di bidang RF di mana Anda harus mencocokkan impedans untuk mencegah pantulan sinyal.

Tidak diragukan lagi ada contoh lain yang saya lewatkan.

Umpan Balik Negatif digunakan untuk 'linierisasi' output dari Amplifier. Sebuah amplifier linier jika outputnya adalah salinan input yang diperkuat. Jika amplifier tidak linier , outputnya terdistorsi. Distorsi Linier adalah salah satu spesifikasi yang diberikan untuk penguat audio yang bagus.

Efek samping dari Umpan Balik Negatif adalah bahwa, dalam konfigurasi umum, ini menciptakan output impedansi rendah. Tidak peduli apa pun beban yang Anda letakkan pada amplifier, Tegangan outputnya sama: tegangan output diumpankan kembali ke input untuk membuat linierisasi amplifier, dan itu membuat tegangan output tidak peka terhadap kondisi muatan.

Jadi: Amplifier yang baik menggunakan umpan balik negatif: umpan balik tegangan adalah umum: amplifier yang baik biasanya memiliki impedansi keluaran yang rendah.

Respon tegangan dari beberapa beban (terutama speaker) cukup non-linear, dan cukup sensitif terhadap frekuensi. Untuk alasan ini, amplifier output-impedansi tinggi, yaitu amplifier drive saat ini, dianggap oleh beberapa insinyur audio lebih unggul daripada amplifier audio output-impedansi rendah.

Amplifier keluaran-impedansi tinggi tidak selalu kurang efisien dalam mentransfer daya ke speaker (speaker keras secara inheren terdengar lebih baik daripada speaker lunak), dan tidak secara inheren kurang efisien dalam mentransfer daya dari catu daya ke speaker (daya listrik dalam kuantitasnya murah), tetapi sirkuit indra-arus selalu sedikit lebih sulit, sedikit lebih mahal, dan sedikit lebih linier daripada sirkuit indra-tegangan.

Diinginkan untuk meminimalkan efek pembebanan baik ketika penguat (tegangan) digunakan untuk menggerakkan suatu sirkuit atau ketika sedang digerakkan oleh beberapa rangkaian lain.