¿Por qué es buena la impedancia de entrada alta?

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 bajará demasiado debido al efecto divisor.

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

Conectamos esto a una entrada \ $ 1M \ Omega \ $, el voltaje de entrada será \ $ 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 \ $

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

Es de esperar que obtenga la imagen; por lo general, una impedancia de entrada de al menos 10 veces la impedancia de la fuente es una buena idea para evitar una carga significativa.

La alta impedancia de entrada no siempre es algo bueno, por ejemplo, si quieres 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 1 k sería la mejor opción.
Para una entrada de corriente, se desea una impedancia de entrada baja (idealmente cero), por ejemplo, en una transimpedancia (actual a voltaje) amplificador.

El "mejor" valor de 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 (baja o ninguna salida de impedancia) y / o Zinput = infinito.
 "Adecuadamente alto" es la versión práctica de infinito que estaría bien "

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 una impedancia de 1000 ohmios tomaría aproximadamente 100 mA !!!! en la red de 110 VCA, pero solo lo cargaría a menos de 0.1 voltios en el proceso. Un medidor de prueba de 1 megohm de impedancia de entrada tomaría aproximadamente 100 uAmp, lo que sería mucho más aceptable.

Para que las fuentes de alta impedancia "convenientemente" deben ser bastante grandes.
 Una entrada de alta impedancia coloca muy poca carga en una señal que se le aplica.
 Por lo tanto, no lo reduce en nivel (o no mucho).  Un búfer de ganancia unitaria generalmente tiene una impedancia muy alta y se usa a menudo como una etapa de entrada para una cadena de amplificadores. 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 megohms. Su nivel de voltaje es una medida directa del pH. Por lo tanto, cualquier cosa que busque medir el voltaje debe intentar 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 la carga.

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

Entonces, para medir con 1 bit en 256 = 1 bit en un sistema de 8 bits con una impedancia de fuente de 1 megohm, se necesita una impedancia de entrada de 256 megohm. Para una fuente de 10 Megohm necesita una impedancia de entrada de 2.6 Gigohn. Y para un 100 Megohm nuestro necesita ... !!!

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 emparejadas 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 que de lo contrario la conexión no tiene pérdidas), PERO no hay reflexiones debido a la falta de coincidencia de impedancia. Un tema completamente nuevo para otro momento.

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

Entonces, consideremos el siguiente circuito:

Latensióndeentrada\$V_{in}\$tieneunaimpedanciainterna(\$Z_{in}\$)estatensiónseinyectaenlabasedeltransistorparaamplificarlaseñal.Calculamoselvoltajeen\$Z_{in}\$,llamado\$v\$delasiguientemanera:

$$v=\frac{V_{in}Z_{in}}{Z_{in}+Z.V_{in}}$$

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

$$V=\dfrac{5\cdot10}{2,000+10}=0.02V$$

Esunvoltajemuybajoencomparaciónconelvoltajedeentrada.

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

$$V=\dfrac{5\cdot1,000,000}{2,000+1,000,000}=4.99V$$

Esunbuenvoltajeencomparaciónconelvoltajedeentrada.

Veamosalgúnvalordelaimpedanciadeentradaenlatablaacontinuación.

La respuesta es que la alta impedancia de entrada es buena para el circuito amplificador para tener una buena amplificación de la señal de entrada, de lo contrario, obtenemos baja tensión, por lo que baja amplificación.

Espero que esto pueda ayudar, gracias.

Para obtener toda la tensión de una fuente a un objetivo sin pérdida.
Necesita alta impedancia de entrada. Este principio se denomina "puente de voltaje" o "puente de impedancia".

Eso es una impedancia de salida relativamente baja a una impedancia de entrada más alta.
Normalmente, la impedancia de entrada es al menos diez veces mayor que la impedancia de salida.

Puente de voltaje
Una que maximiza la transferencia de una señal de voltaje a la carga.
La otra configuración típica es una "conexión de coincidencia de impedancia",
Lo 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 usando el teorema "Maximum Power transfer Thoerem"
link

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

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

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

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

Nótese que una impedancia ácida no es una impedancia verdadera, no se puede medir sino que solo se puede calcular.

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

Para activar un componente activo (tansistor bipolar) que tiene una baja impedancia de entrada (V pequeña / I grande), se debe activar un "amplificador de corriente" desde una alta impedancia de la Fuente pero se debe entregar desde una impedancia relativamente alta. (Teorema de Norton.)

Entrada alta significa que solo necesitas la SEÑAL. O llamémoslo el mensaje del voltaje. En este caso, una baja corriente está bien para manejar las cosas.

Entrada alta NO siempre es algo bueno. En caso de no usar la señal, pero manejar una parte electrónica (por ejemplo, para luz LED), necesita 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 buena entrada es una buena cosa para usar 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 gran área y la gelatina conductora se utilizan para disminuir la impedancia en el gran invento de Edison, la silla eléctrica.