¿Por qué es buena la alta impedancia de entrada?

Ingenuo tal vez, pero

• ¿Por qué es buena la alta impedancia de entrada?
• ¿La alta impedancia de entrada siempre es algo bueno?

Es bueno para una entrada de voltaje , ya que si la impedancia de entrada es alta en comparación con la impedancia de la fuente, el nivel de voltaje no disminuirá demasiado debido al efecto divisor.

Por ejemplo, supongamos que tenemos una señal de $10V$ con $1k\Omega$ impedancia de 1 k Ω .

Conectamos esto a una entrada de $1M\Omega$ , el voltaje de entrada será de $10V\cdot\frac{1M\Omega}{1M\Omega+1k\Omega} = 9.99V$.

Si reducimos la impedancia de entrada a $10k\Omega$ , obtenemos $10V \cdot \frac{10k\Omega}{10k\Omega + 1k\Omega} = 9.09V$

Reduzca a 1k y obtenemos $10V \cdot \frac{1k\Omega}{1k\Omega + 1k\Omega} = 5V$

Esperemos que obtenga la imagen: en general, una impedancia de entrada de al menos 10 veces la impedancia de la fuente es una buena idea para evitar una carga significativa.

Sin embargo, una alta impedancia de entrada no siempre es algo bueno, por ejemplo, si desea transferir tanta potencia como sea posible, entonces la fuente y la impedancia de carga deben ser iguales. Entonces, en el ejemplo anterior, la impedancia de entrada de 1k sería la mejor opción.
Para una entrada de corriente, se desea una baja impedancia de entrada (idealmente cero), por ejemplo en un amplificador de transimpedancia (corriente a voltaje).

El "mejor" valor de la impedancia depende de la situación y la aplicación.

Cuando es apropiado tener o necesitar una alta impedancia es porque es una aproximación a una impedancia infinita.

Una entrada aplicada a una fuente de señal actúa como un divisor de voltaje.
Vout = Vsignal x Zinput / (Zsource + Zinput)
Para que no se cargue, Zsiganl es cero (salida de impedancia baja o nula) y / o Zinput = infinito.
"Adecuadamente alto" es la versión práctica de infinito, sería bueno ".

El tamaño "adecuado" depende de la aplicación.

La red de CA tiene una impedancia muy por debajo de 1 ohmio (generalmente). ¡Un medidor de prueba con impedancia de 1000 ohmios extraerá aproximadamente 100 mA! de 110 VAC, pero solo lo cargaría por debajo de 0.1 voltios en el proceso. Un medidor de prueba de impedancia de entrada de 1 megaohmio tomaría aproximadamente 100 uAmp, lo que sería mucho más aceptable.

Para fuentes de alta impedancia "adecuadamente" debe ser bastante grande.
Una entrada de alta impedancia coloca muy poca carga en una señal que se le aplica.
Por lo tanto, no reduce su nivel (o no mucho). Impedancia muy alta y a menudo se usa como una etapa de entrada a una cadena de amplificador. Una sonda de pH, utilizada para medir la acidez y la alcalinidad de una solución, tiene una impedancia de salida de 10 a 100 de megaohmios. pH. Entonces, cualquier cosa que busque medir el voltaje debe tratar de no alterarlo en el proceso. Una sonda de medición de voltaje actuará efectivamente como un divisor de voltaje. La impedancia de la sonda debe ser >> la impedancia medida si no se produce carga.

Una sonda que es 256 veces la impedancia de un circuito medido causará un error de 1 bit en un sistema de 8 bits.
Una sonda que es 4096 veces la impedancia de un circuito medido causará un error de 1 bit en un sistema de 12 bits.

Entonces, para medir con 1 bit en 256 = 1 bit en un sistema de 8 bits con una impedancia de fuente de 1 megaohmio, necesita una impedancia de entrada de 256 megaohmios. Para una fuente de 10 megaohmios necesita una impedancia de entrada de 2.6 Gigohn. ¡¡Y para una experiencia de 100 megaohmios necesitas ... !!!

Según la fórmula anterior, para las salidas, la impedancia BAJA es buena, siendo ideal la impedancia cero (una fuente de voltaje perfecta).

Luego está el caso especial de impedancias coincidentes donde la fuente y la entrada son las mismas. La mitad de la señal se disipa en la ENTRADA y la otra mitad en la salida (suponiendo una conexión sin pérdidas) PERO no hay reflejos debido a la falta de coincidencia de impedancia. Un tema completamente nuevo para otro momento.

La impedancia de entrada infinita le permitiría a uno alimentar cualquier cantidad de voltaje en una carga sin que absorba energía. La impedancia de entrada cero le permitiría a uno alimentar cualquier cantidad de corriente en una carga sin que absorba energía. En los casos en que uno quiera detectar el voltaje sin absorber potencia, la impedancia infinita es, por lo tanto, el ideal; por el contrario, si uno quiere sentir la corriente, la impedancia cero es lo ideal.

Aunque a veces uno quiere una carga que no absorba ninguna potencia, hay veces que quiere alimentar la carga. La cantidad de energía alimentada a una carga se maximizará cuando la impedancia de entrada de la carga coincida con la impedancia de salida de lo que sea que la esté impulsando. Sin embargo, esta situación no implica la máxima eficiencia energética. Dependiendo de lo que impulsa la carga, una impedancia de entrada más alta o más baja puede hacer que el dispositivo de accionamiento desperdicie más o menos energía internamente.

La palabra "alta impedancia de entrada" siempre está relacionada con el amplificador (amplificador de potencia de frecuencia intermedia de audio ... etc.)

Así que consideremos el siguiente circuito:

$V_{in}$$Z_{in}$$Z_{in}$$v$

$V_{in}=5V$$Z.V_{in}=2,000Ω$$Z_{in}=10Ω$

Esa es una tensión muy baja en comparación con la tensión de entrada.

Si tomamos , , obtenemos:$V_{in}=5V$$Z.V_{in}=2000Ω$$Z_{in}=1,000,000Ω=1MΩ$

Ese es un buen voltaje en comparación con el voltaje de entrada.

Veamos algún valor de la impedancia de entrada en la tabla a continuación.

La respuesta es que la alta impedancia de entrada es buena para que el circuito amplificador tenga una buena amplificación de la señal de entrada; de lo contrario, recibimos un voltaje bajo, por lo que una amplificación baja.

Espero que esto pueda ayudar, gracias.

Para obtener todo el voltaje de una fuente a un objetivo sin pérdida.
Necesita alta impedancia de entrada. Este principio se llama "puente de voltaje" o "puente de impedancia".

Esa es una impedancia de salida relativamente baja a una impedancia de entrada más alta.
Por lo general, la impedancia de entrada es al menos diez veces mayor que la impedancia de salida.

Puente de voltaje
que maximiza la transferencia de una señal de voltaje a la carga.
La otra configuración típica es una "conexión de adaptación de impedancia",
que maximiza la potencia entregada a la carga.

La alta impedancia no siempre es buena, pero varía de una aplicación a otra. Para que la impedancia coincida con otros circuitos, el diseñador seleccionará la alta impedancia de entrada utilizando el enlace del teorema "Transferencia de potencia máxima Thoerem"

Una señal eléctrica tiene dos componentes: (a) un componente de voltaje (b) un componente de corriente.

Para construir un amplificador de potencia se requiere una amplificación igual de ambos componentes y se aplica el "Teorema de transferencia de potencia máxima: es decir, una impedancia de carga debe ser igual a la impedancia de la fuente (puramente teórica).

OBSERVE que una impedancia de alma no es una impedancia verdadera: no se puede medir sino solo calcular.

Para accionar un componente activo (válvula o FET que tiene una alta impedancia de entrada - V grande / I pequeña), un amplificador de voltaje debe accionarse desde una baja impedancia de fuente pero entregarse desde una impedancia relativamente baja. (Teorema de Thevenin.)

Para controlar un componente activo (tansistor bipolar) que tiene una baja impedancia de entrada - pequeña V / grande I) un "amplificador de corriente" debe ser impulsado desde una alta impedancia de fuente pero entregado desde una impedancia relativamente alta. (Teorema de Norton).

Entrada alta significa que solo necesita la SEÑAL. O llamémoslo el mensaje de voltaje. En este caso, la baja corriente está bien para conducir las cosas.

La entrada alta NO siempre es algo bueno. En caso de no utilizar la señal pero conducir una parte electrónica (por ejemplo, para luz LED), debe calcular la corriente y disminuir la resistencia de salida.

Si está utilizando una resistencia demasiado alta mientras trabaja con un mensaje de señal, el único punto de vista es la capacidad de otras partes.

Si está trabajando en el rango de HF de modulación de frecuencia, se vuelve más difícil. En cualquier otro caso, sí, una entrada alta es algo bueno para tener menos consumo de energía.

Saludos

La alta impedancia no siempre es buena cuando una corriente debe fluir para lograr el resultado deseado. Por ejemplo, los electrodos de área grande y la gelatina conductora se usan para reducir la impedancia en la gran invención de Edison, la silla eléctrica.