功率放大器的輸入阻抗和輸出阻抗的關(guān)系

輸入阻抗(input impedance)主要是電路輸入端的等效阻抗。如果我們在輸入端加一個電壓源U并在輸入端測量電流I，則輸入阻抗Rin為U/I。輸入端可以被認為是一個電阻的兩端，這個電阻的阻值就是輸入阻抗。

對于相同的輸入電壓，如果輸入阻抗很低，需要流過很大的電流，需要考驗前級的電流輸出能力。如果輸入阻抗高，則需要的電流很小，大大減輕了前級電流輸出能力的負擔(dān)。因此，請在您的電路設(shè)計中增加輸入阻抗。

輸入阻抗與普通電抗元件沒有區(qū)別，反映了對電流阻礙作用的大小。對于電壓驅(qū)動電路，輸入阻抗越大，電壓源的負載越輕，就越容易驅(qū)動，不影響信號源。另一方面，對于電流驅(qū)動電路，輸入阻抗越小，電流源的負載越輕。當(dāng)由電壓源驅(qū)動時，輸入阻抗越大越好。當(dāng)用電流源驅(qū)動時，阻抗越小越好，還要考慮阻抗匹配問題。

1、電壓源驅(qū)動的電路

電壓源驅(qū)動，可以理解為沒有內(nèi)阻，始終充滿能量的恒壓電池作為能量源，持續(xù)給負載供電。

如果將電壓源U施加在負載兩端以產(chǎn)生電流I，則負載阻抗Rin為U/I。負載消耗的功率為P=UI=U/Rin。從這個等式可以看出，Rin總是起到降低電流I的作用。Rin越大，負載消耗的能量越少。其中負載的阻抗是負載的輸入阻抗。

2、電流源驅(qū)動的電路

電流源驅(qū)動電路和電壓源驅(qū)動的相反，可以理解為電流恒定能量源I，為負載供電。

由歐姆定律可知，產(chǎn)生的電壓為U=I*Rin，負載消耗的功率為P=U*I=I*I*Rin。從這個等式我們可以看出負載的輸入阻抗Rin起增大功率作用。由恒流源驅(qū)動的電路，電阻越大，負載兩端的電壓越高，耗散的功率也越大。

輸出阻抗(output impedance)包括獨立供電網(wǎng)絡(luò)輸出端的等效電壓源(戴維南等效電路)或等效電流源(諾頓等效電路)的內(nèi)阻抗。其值等于獨立電源置零時，從輸出端口視入的輸入阻抗。

無論信號源、功率放大器還是電源，都存在輸出阻抗問題。輸出阻抗是信號源的內(nèi)阻。本質(zhì)上，對于理想的電壓源(包括電源)，內(nèi)阻應(yīng)該為0，而對于理想的電流源，阻抗應(yīng)該是無窮大。輸出阻抗在電路設(shè)計中需要特別注意。

現(xiàn)實的電壓源無法做到這一點。理想電壓源通常與電阻r串聯(lián)使用，使其等效于實際電壓源。這個與理想電壓源串聯(lián)的電阻r就是信號源/放大器輸出/電源的內(nèi)阻。當(dāng)此電壓源為負載供電時，它將汲取電流I并在該電阻上產(chǎn)生I×r的電壓降。這會降低電源輸出電壓并限制最大輸出功率。同樣，對于一個理想的電流源，輸出阻抗應(yīng)該是無窮大，這在實際電路中是不可能的。

輸出阻抗是指電路輸出端看到電路負載時的等效阻抗。實際上，它主要是用于能源或輸出電路。能量源在輸出端測量的阻抗，俗稱內(nèi)阻。

審核編輯：湯梓紅