Určení vstupního/výstupního impedancí obvodů s tranzistory nebo jinými aktivními součástkami je důležitým krokem pro porozumění výkonu a charakteristikám shody obvodu. Zde jsou některé běžné metody a techniky pro určení těchto impedancí:
1. Analytické metody
Vstupní impedance
Malosignálový model: Použijte malosignálový model tranzistoru (jako společný emitor, společná základna, společný sběrač atd.) k analýze vstupní impedance.
Společný emitor amplifikátor: Vstupní impedance Rin lze vyjádřit jako:
kde rπ je dynamická rezistence mezi základnou a emitorem, gm je transkonduktance,
RL je vnitřní rezistence, a RB je rezistor základnového polarizačního napětí.
Společná základna amplifikátor: Vstupní impedance Rin lze vyjádřit jako
kde re je rezistence emitery, a RE je rezistor bypass emitery.
Společný sběrač amplifikátor: Vstupní impedance R in lze vyjádřit jako
Výstupní impedance
Malosignálový model: Použijte malosignálový model tranzistoru k analýze výstupní impedance.
Společný emitor amplifikátor: Výstupní impedance Rout lze vyjádřit jako
kde ro je výstupní rezistence, a RC je sběračový rezistor.
Společná základna amplifikátor: Výstupní impedance R out lze vyjádřit jako
Společný sběrač amplifikátor: Výstupní impedance Rout lze vyjádřit jako:
2. Experimentální metody
Vstupní impedance
Metoda napětí: Připojte malý AC signál na vstup obvodu, změřte vstupní napětí
Vin a vstupní proud Iin, a spočítejte vstupní impedance:
Metoda rezistoru: Sériově připojte známý malý rezistor Rs na vstup obvodu, změřte vstupní napětí Vin a napětí na rezistoru Vs, a spočítejte vstupní impedance:
Výstupní impedance
Metoda zátěže: Připojte proměnný zátěžový rezistor
RL na výstup obvodu, změřte výstupní napětí Vout, jak se mění zátěžová rezistence, a spočítejte výstupní impedance:
kde Vout,0 je výstupní napětí, když je zátěžová rezistence nekonečná.
3. Simulační metody
Software pro simulaci obvodů: Použijte software pro simulaci obvodů (jako SPICE, LTspice, Multisim atd.) k simulaci obvodu a přímému získání vstupní a výstupní impedance.
Vstupní impedance: Připojte malý AC signál na vstup obvodu, simuluje se získají vstupní napětí a vstupní proud, a spočítejte vstupní impedance.
Výstupní impedance: Připojte proměnný zátěžový rezistor na výstup obvodu, simuluje se získají výstupní napětí, jak se mění zátěžová rezistence, a spočítejte výstupní impedance.
4. Techniky analýzy obvodů
Theveninova ekvivalence: Zjednodušte složitý obvod na Theveninovu ekvivalentní obvod, kde vstupní impedance je ekvivalentní rezistence.
Nortonova ekvivalence: Zjednodušte složitý obvod na Nortonovu ekvivalentní obvod, kde výstupní impedance je ekvivalentní rezistence.
Shrnutí
Určení vstupního/výstupního impedancí obvodů s tranzistory nebo jinými aktivními součástkami lze provést pomocí analytických metod, experimentálních metod a simulačních metod. Volba metody závisí na vašich specifických potřebách a dostupných zdrojích. Analytické metody jsou vhodné pro teoretické výpočty, experimentální metody jsou vhodné pro skutečné měření, a simulační metody kombinují výhody obou, umožňují podrobnou analýzu a ověření na počítači.
