Impédance d'entrée de clarification de l'amplificateur inverseur

Prenez un amplificateur inverseur standard: je ne sais pas exactement quelle est l'impédance d'entrée. Au début, je pensais que c'était la résistance équivalente de l'entrée inverseuse au sol, qui serait Rin || Rf, car il y a un sol de l'autre côté de Vin et Vout ainsi qu'à l'intérieur de la sortie de l'ampli op. Cependant, la plupart des sources sur Internet semblent affirmer que l'impédance d'entrée est Vi / Ii, ce qui en fait Rin. Cela semble ignorer le fait que le fil de rétroaction se connecte à d'autres motifs. Ensuite, il y a des réponses comme celle-ci qui mentionnent que l'impédance d'entrée est l'infini. J'espère trouver une définition claire de ce que représente l'impédance d'entrée et une approche générale [brève] pour la calculer dans un circuit plus compliqué. Je vous remercie!

J'ai lu des tonnes de pages comme cette réponse et d'autres, mais à mon niveau débutant, il était difficile d'extraire une réponse claire.

Lorsque nous parlons de la résistance d'entrée d'un circuit, nous décrivons comment elle affecte l'autre circuit qui fournit le signal d'entrée.

$\dfrac{\mathrm{d}v_i}{\mathrm{d}i_i}$

Quelle est donc la résistance d'entrée de ce circuit?

$\mathrm{R_{in}}\times{}i_{i}$

Ensuite, il y a des réponses comme celle-ci qui mentionnent que l'impédance d'entrée est l'infini.

Cette réponse parlait de la résistance d'entrée de l'ampli-op, qui était supposée être idéale, pas de la résistance d'entrée de l'ensemble du circuit.

La réponse du Photon est tout à fait juste: ampli-op idéal, etc., l'impédance d'entrée est Rin.

Dans un circuit plus général, même avec des composants non linéaires comme les transistors, l'impédance d'entrée est une quantité dépendante de la fréquence du petit signal (linéarisé). C'est important car il peut renseigner le concepteur sur les effets de chargement entre l'impédance de sortie de l'étage précédent et l'impédance d'entrée de la suivante. L'approche générale pour calculer l'impédance d'entrée (ou l'impédance de sortie) consiste à injecter un petit courant dans le noeud d'entrée (di) et à examiner la variation de tension résultante du noeud d'entrée (dv). Ou, de manière équivalente, pour appliquer une petite tension (dv) et regarder le courant résultant (di) de votre source de tension de test. Puis calculez (dv / di). Pour qu'il soit parfaitement clair que c'est ce qui se passe, jetez un œil à ma réponse à Comment calculer l'impédance d'entrée, où j'ai montré comment utiliser un programme de simulation de circuit pour calculer et tracer l'impédance d'entrée en ajoutant littéralement une source de tension de test à l'entrée et en traçant une expression personnalisée. Avec un peu de chance, voir la source de tension V1 (ou dans votre cas Vin) dessinée littéralement comme une source de tension expliquera clairement comment procéder pour configurer les calculs pour le faire à la main!

La définition de Ri est Vi / Ii. Rf est connecté entre le nœud de sortie et la masse virtuelle, et est fondamentalement un circuit à part entière. Il n'est pas impliqué dans l'entrée. Ce que vous avez dit est correct; Ri est la résistance équivalente de l'entrée, mais elle est égale à Rin, pas à Rin || Rf.

Quant aux «autres motifs», il n'y a qu'un seul motif. La terre signifie simplement V = 0. Vous pouvez traiter la terre «réelle» et la terre «virtuelle» comme une seule et même chose en ce qui concerne l'analyse des circuits.

Je voudrais ajouter une intuition sur ce qu'est réellement la résistance d'entrée et pourquoi elle est importante. La résistance d'entrée Ri est la résistance équivalente entre vi et la masse. En d'autres termes, si vous appliquez vi à l'amplificateur ou appliquez vi à Ri connecté à la masse, vous obtenez le même courant traversant vi dans les deux cas. D'où Ri = vi / ii

Quant à savoir pourquoi c'est important, les sources de signal réelles ont non seulement vi, mais une résistance de signal Rs qui lui est attachée. Une fois que vous avez connecté la source de signal à l'amplificateur inverseur, la tension d'entrée vi serait la tension du nœud entre Rs et Rin. Généralement, si vous regardez un circuit équivalent, la résistance d'entrée est la résistance totale équivalente entre vi et la masse. Donc, si vous regardez la règle du diviseur de tension, Vi = Vs • Ri / (Ri + Rs), ce qui signifie que plus la résistance d'entrée est élevée, plus vous obtenez de signal à l'entrée.

Gardez à l'esprit Ri = vi / ii, PAS Vs / ii. Dans le second cas, Ri dépendrait de la résistance de la source du signal, ce qui n'est pas le cas.