Impedancia de entrada de la clarificación del amplificador inversor

Cuando hablamos de la resistencia de entrada de un circuito, describimos cómo afecta al otro circuito que proporciona la señal de entrada.

Específicamente, queremos saber, para cambiar la corriente de entrada por i amps, ¿cuánto necesitamos cambiar el voltaje de entrada? Es por eso que la resistencia de entrada es, por definición, \ $ \ dfrac {\ mathrm {d} v_i} {\ mathrm {d} i_i} \ $.

Entonces, ¿cuál es la resistencia de entrada de este circuito?

El punto clave es que en esta configuración, siempre que evitemos saturar la salida del amplificador operacional, la entrada inversora del op-amp es un campo virtual . La retroalimentación en el circuito opera para mantener ese nodo a 0 V. Por lo tanto, independientemente de la corriente de entrada que queramos, según la Ley de Ohm, el voltaje de entrada requerido es \ $ \ mathrm {R_ {in}} \ times {} i_ {i} \ $ . Por lo tanto, la resistencia de entrada es R _en .

  

Luego hay respuestas como esta que mencionan que la impedancia de entrada es infinita.

Esa respuesta estaba hablando de la resistencia de entrada del amplificador operacional, que se asumió como ideal, no de la resistencia de entrada de todo el circuito.

La respuesta del fotón es absolutamente correcta: el amplificador operacional ideal, etc., la impedancia de entrada es Rin.

En un circuito más general, incluso uno con componentes no lineales como transistores, la impedancia de entrada es una cantidad de señal pequeña (linealizada), dependiente de la frecuencia. Es importante porque puede informar al diseñador sobre los efectos de carga entre la impedancia de salida de la etapa anterior y la impedancia de entrada de la siguiente. El enfoque general para calcular la impedancia de entrada (o impedancia de salida) es inyectar una pequeña corriente en el nodo de entrada (di) y observar el cambio resultante en el voltaje del nodo de entrada (dv). O, de manera equivalente, para aplicar una pequeña tensión (dv) y observar la corriente resultante (di) de su fuente de tensión de prueba. Luego calcula (dv / di). Para dejar completamente claro que esto es lo que está pasando, mire mi respuesta a Cómo calcular la impedancia de entrada , donde demostré cómo usar un programa de simulación de circuitos para calcular y trazar la impedancia de entrada al agregar literalmente una fuente de voltaje de prueba en la entrada y trazar una expresión personalizada. Con suerte, al ver la fuente de voltaje V1 (o, en su caso, Vin) dibujada literalmente como una fuente de voltaje, quedará claro cómo configurar los cálculos para hacerlo a mano.

La definición de Ri es Vi / Ii. Rf está conectado entre el nodo de salida y la tierra virtual, y es básicamente un circuito por sí solo. No está involucrado con la entrada. Lo que dijiste es correcto; Ri es la resistencia equivalente de la entrada, pero es igual a Rin, no a Rin || Rf.

En cuanto a “otros motivos”, solo hay un motivo. Tierra solo significa V = 0. Puede tratar el terreno "real" y el "virtual" como si fuera el mismo cuando se trata de análisis de circuitos.

Me gustaría agregar una intuición sobre qué es realmente la resistencia de entrada y por qué es importante. La resistencia de entrada Ri es la resistencia equivalente entre vi y tierra. En otras palabras, si aplica vi al amplificador, o si aplica vi a Ri conectado a tierra, obtendrá la misma corriente que fluye a través de vi en ambos casos. Por lo tanto, Ri = vi / ii

En cuanto a por qué es importante, las fuentes de señales reales no solo tienen vi, sino una resistencia de señal Rs adjunta. Una vez que conecte la fuente de señal al amplificador inversor, la tensión de entrada vi será la tensión del nodo entre Rs y Rin. En general, si observa un circuito equivalente, la resistencia de entrada es la resistencia equivalente total entre vi y tierra. Así que si nos fijamos en la regla del divisor de tensión, Vi = Vs • Ri / (Ri + Rs) Lo que significa que cuanto mayor sea la resistencia de entrada, más señal recibirá en la entrada.

Tenga en cuenta Ri = vi / ii, NO Vs / ii. En el segundo caso, Ri dependería de la resistencia de la fuente de la señal, que no es el caso.