一、输入阻抗 输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源 U,测量输入端的电流 I,则输入阻抗 Rin 就是 U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。 输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。)另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑 阻抗匹配问题。 二、输出阻抗 无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。输出阻抗就是一个信号源的内阻。本来,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。输出阻抗在电路设计最特别需要注意。 但现实中的电压源,则不能做到这一点。我们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(关于为什么会限制最大输出功率,请看后面的“阻抗匹配”一问)。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。 三、阻抗匹配 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。 我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻 r 串联的模型。假设负载电阻为 R,电源电动势为 U,内阻为 r,那么我们可以计算出流过电阻 R 的电流为:I=U/(R+r),可以看出,负载电阻 R 越小,则输出电流越大。负载 R 上的电压为:Uo=IR=U/[1+(r/R)],可以看出,负载电阻 R 越大,则输出电压 Uo 越高。再来计算一下电阻 R 消耗的功率为: P=I2× R=[U/(R+r)]2× R=U2× R/(R2+2× R× r+r2) =U2× R/[(R-r)2+4× R× r] =U2/{[(R-r)2/R]+4×r} 对于一个给定的...