¿Qué significa el significado de la impedancia de salida y entrada?

Para dar una definición matemática, si tuviéramos que excitar la entrada de un puerto de dos puertos con una fuente de corriente sinusoidal

$$ i_ {in} (t) = I_0 + I \ sin (\ omega t) $$

con \ $ I \ $ lo suficientemente pequeño como para no causar ningún comportamiento no lineal, encontraríamos

$$ v_ {in} (t) = V_0 + V_i \ sin (\ omega t) + V_q \ cos (\ omega t) $$

Entonces podríamos definir

$$ R_ {in} = \ frac {V_i} {I} $$

y

$$ X_ {in} = \ frac {V_q} {I}. $$

Entonces, la impedancia de entrada sería \ $ Z_ {in} \ $ si lo definiéramos

$$ Z_ {in} = R_ {in} + j X_ {in}. $$

En palabras, esto significa que la parte real de \ $ Z_ {in} \ $ nos dice cómo el componente en fase de la tensión de entrada depende de la corriente de entrada. Y la parte imaginaria de \ $ Z_ {in} \ $ nos dice cómo la cuadratura (fase de 90 grados desplazada) de la tensión de entrada depende de la corriente de entrada.

También encontraríamos que

$$ R_ {in} = \ frac {{\ rm {d}} V_0} {{\ rm {d}} I_0}. $$

La impedancia de salida se define de la misma manera, pero como una relación entre la corriente de salida y el voltaje de salida.

Todas las demás cosas que sabemos sobre la impedancia de entrada y salida y cómo se relacionan con el comportamiento del circuito se pueden volver a conectar a estas definiciones.

  

"La transferencia de potencia máxima se produce cuando la impedancia de carga es igual a la impedancia de la fuente".

Esto no es del todo correcto.

Primero, cuando se habla de posibles impedancias de valores complejos, la transferencia de potencia máxima se produce cuando la impedancia de la fuente es el complejo conjugado de la impedancia de carga.

Segundo, esta condición de transferencia de potencia máxima es para elegir la impedancia de carga cuando la impedancia de la fuente es fija. Si se puede controlar la impedancia de la fuente, se debe elegir una impedancia muy alta (con una fuente de corriente fija) o una impedancia muy baja (para una fuente de voltaje fijo) para entregar la potencia máxima a una carga de impedancia fija.

La impedancia de entrada es la impedancia que un dispositivo "ve" cuando se conecta a la entrada de un circuito. Por ejemplo, si conecto una fuente a la entrada de cualquiera de los amplificadores que acaba de mencionar, la impedancia de entrada sería Vin / Iin

Por otro lado, la impedancia de salida es la impedancia que se observa cuando se mira el circuito desde la salida.

Y la impedancia de carga es simplemente la impedancia de la carga en sí misma que se adjunta a la salida.

También es importante tener en cuenta que la impedancia es en realidad un valor complejo que incluye la magnitud y el cambio de fase que resultará en una frecuencia determinada.

En cuanto a la línea citada ... se puede demostrar matemáticamente que la potencia se maximiza cuando Rs = RL ... Tomemos, por ejemplo, un circuito simple con una fuente con Rs y RL en serie.

VL = Vs * RL / (RL + Rs)

PL = VL ^ 2 / RL

si diferenciamos PL con respecto a RL podemos demostrar que:

d (PL) / d (RL) = 0 Cuando RL = Rs

Por lo tanto, se muestra que el valor máximo de PL se produce en RL = Rs

Pero otra cosa que debes tener en cuenta es que la cita que publicaste no es del todo correcta. De hecho, está mal ... La potencia se maximiza cuando la impedancia de la fuente es igual al conjugado de la impedancia de carga ..

La palabra clave es contradecir

Esto se debe a que la impedancia, como dije antes, es un valor complejo que representa la magnitud y el cambio de fase. El cambio de fase (parte imaginaria) sirve para colocar el voltaje y la corriente fuera de fase y, por lo tanto, reducir la potencia ... Si la fuente y la impedancia de carga son conjugadas:

Zs = R + jX

&

ZL = R - jX

Luego, las partes imaginarias (cambio de fase) se cancelarán y volverá a la derivación que definí anteriormente

Tenga en cuenta que la transferencia de potencia máxima es una pérdida de voltaje de 6dB. Por lo tanto, el diseño del amplificador de banda ancha no utiliza interfaces coincidentes.

Formé a un equipo de diseñadores RFIC altamente motivados. Estaban preocupados por la transferencia de señal de un chip entre "etapas". Le expliqué "A estas distancias (100 micrones), estamos implementando amplificadores operacionales de banda ancha que amplifican los sinusoides de 250MHz. No es posible ni necesario hacer coincidencias".