Pourquoi est-il souhaitable dans un amplificateur d'avoir une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie faible?

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J'ai appris qu'il est souhaitable dans un amplificateur idéal d'avoir une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie faible. Pourquoi exactement? Quelles sont les implications d'un amplificateur avec une impédance d'entrée opposée et une impédance de sortie élevée.

Je ne comprends pas exactement comment l'entrée et la sortie d'impédance.

amplifier

— Prabhpreet
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Je voulais juste noter que cela est vrai pour tout "pilote". Même un tampon, par exemple, veut avoir une impédance d'entrée très élevée et une impédance de sortie vraiment faible. Il peut y avoir des exceptions à cela, mais c'est une bonne règle de base.

— NickHalden

Fondamentalement, il est idéal d'avoir une impédance d'entrée élevée et une faible impédance de sortie pour pouvoir mettre en cascade des blocs d'amplificateurs de tension. Mais ce n'est pas nécessairement toujours vrai car il est idéal pour un amplificateur de courant d'avoir une faible impédance d'entrée et une impédance de sortie élevée.

— lucas92

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En fait, la prémisse de votre question n'est vraie que si les signaux qui vous intéressent sont des tensions. Dans ce cas, si l'amplificateur ne tire aucun courant par son entrée (a une impédance d'entrée infinie ou au moins très élevée), le connecter à une source n'affectera pas la tension du signal, quelle que soit l'impédance de la source.

De même, lorsque vous connectez une charge à la sortie de votre amplificateur, si l'amplificateur a une impédance de sortie nulle, la tension du signal ne changera pas, quel que soit le courant consommé par la charge.

Ces propriétés facilitent beaucoup l'analyse du comportement du système dans son ensemble.

Cependant, si les signaux qui vous intéressent sont des courants plutôt que des tensions, vous voulez que votre amplificateur ait une impédance d'entrée nulle et une impédance de sortie infinie pour les mêmes raisons.

— Dave Tweed
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et si vous êtes intéressé par la puissance , vous voulez faire correspondre les impédances entre la source et la charge.

— markrages

+1 C'est un bon appel - un amplificateur de transimpédance pour photodiodes vient à l'esprit pour une entrée à impédance nulle et, peut-être une source de courant pour alimenter une ligne POTS

— Andy aka

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Un aperçu clé par Edison est que pour pouvoir vous ne pas voulez correspondre impédances. L'adaptation des impédances signifie une perte de puissance de 50%. Vous devez parfois faire correspondre les impédances pour réduire la réflexion: rarement pour maximiser le transfert de puissance.

— david

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Un aperçu clé par Edison était que la maiximisation du transfert de puissance avant est rarement ce que vous voulez faire. Dans son cas, parce que la perte de 50% de l'électricité rendait l'approvisionnement en électricité plus cher, moins populaire et moins rentable. ( en.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_transfer_theorem )

— david

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Ce n'est pas un piège dans lequel je suis tombé: c'est le point spécifique: si vous êtes intéressé par la puissance , vous êtes rarement intéressé à maximiser le rapport de transfert de puissance.

— david

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L'amplificateur idéal ne doit pas tirer de courant du tout de son entrée. En supposant un amplificateur à deux entrées, le courant du signal dans les deux sondes d'entrée est nul. En d'autres termes, l'impédance d'entrée doit être infinie!

$A(v_2-v_1)$

Pour un amplificateur réel, l'impédance d'entrée doit être aussi grande que possible tandis que l'impédance de sortie doit être aussi faible que possible!

— Thanos
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Un amplificateur audio ne doit pas tirer de puissance de son entrée. Cela implique que la différence d'impédance entre la source et l'entrée de l'amplificateur doit être maximisée. Un amplificateur piloté par une source à faible impédance doit donc avoir l'impédance d'entrée maximale possible, tandis qu'un amplificateur piloté par une source à haute impédance doit avoir l'impédance la plus faible possible. Le seuil où l'on doit considérer une source comme à faible ou à haute impédance est principalement fonction de la façon dont l'impédance est connue. Si c'est "tout au plus" une certaine valeur, considérez-la comme faible; si c'est "au moins une certaine valeur", considérez-le comme élevé.

— supercat

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Réponse simplifiée concernant principalement les amplificateurs audio: -

Un amplificateur audio avec une faible impédance de sortie peut fournir des puissances plus importantes à son haut-parleur plus efficacement qu'un amplificateur avec une impédance de sortie plus élevée. Ainsi, vous constaterez que les amplis audio ont des impédances de sortie mesurées en moins de 1 ohm et dans de nombreux cas en milli-ohms.

D'un autre côté, un signal faible et faible provenant (par exemple) d'un microphone ne veut pas avoir de difficulté à envoyer son signal dans un amplificateur avec une impédance d'entrée trop faible - cela peut potentiellement (et de manière significative) atténuer le signal et nécessiter plus niveaux d'amplification pour compenser augmentant ainsi la prise de bruit etc.

Si, comme vous le suggérez, les impédances d'un amplificateur de puissance audio étaient inversées, cela produirait potentiellement un signal plus bruyant sur le haut-parleur et serait inefficace au point de devenir beaucoup plus chaud en générant le niveau sonore équivalent du haut-parleur.

Il y a d'autres problèmes avec de faibles impédances d'entrée dans la mesure où un remodelage de la réponse en fréquence de certains microphones peut se produire. Cela est également vrai de l'impédance de sortie élevée - les nuances électromécaniques du haut-parleur peuvent faire apparaître certains signaux plus forts que ce qu'ils devraient être.

En aparté, il y a beaucoup d' amplificateurs qui n'ont une impédance d'entrée assez faible et ceux - ci sont généralement dans le domaine de la RF où vous devez faire correspondre impédances pour éviter les réflexions du signal.

Sans doute, il y a d'autres exemples que j'ai ratés.

— Andy aka
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La rétroaction négative est utilisée pour «linéariser» la sortie d'un amplificateur. Un amplificateur est linéaire si sa sortie est une copie amplifiée exacte de l'entrée. Si un amplificateur n'est pas linéaire , la sortie est déformée. La distorsion linéaire est l'une des spécifications données pour tout bon amplificateur audio.

Un effet secondaire de la rétroaction négative est que, dans les configurations courantes, il crée une sortie à faible impédance. Quelle que soit la charge que vous mettez sur l'amplificateur, la tension de sortie est la même: la tension de sortie est réinjectée dans l'entrée pour linéariser l'amplificateur, ce qui rend la tension de sortie insensible aux conditions de charge.

Donc: les bons amplificateurs utilisent une rétroaction négative: la rétroaction de tension est courante: les bons amplificateurs ont généralement une faible impédance de sortie.

La réponse en tension de certaines charges (en particulier des haut-parleurs) est assez non linéaire et assez sensible aux fréquences. Pour cette raison, certains amplificateurs audio considèrent que les amplificateurs à sortie à haute impédance, c'est-à-dire les amplificateurs à commande de courant, sont supérieurs aux amplificateurs audio à faible impédance.

Les amplificateurs à haute impédance de sortie ne sont pas nécessairement moins efficaces pour transférer la puissance dans les haut-parleurs (les haut-parleurs sonnent intrinsèquement mieux que les haut-parleurs mous), et ne sont pas intrinsèquement moins efficaces pour transférer la puissance de l'alimentation aux haut-parleurs (la puissance électrique en ce sens quantité est bon marché de toute façon), mais les circuits de détection de courant ont toujours été légèrement plus difficiles, légèrement plus chers et légèrement moins linéaires que les circuits de détection de tension.

— David
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Il est souhaitable de minimiser l'effet de charge soit lorsque l'amplificateur (tension) est utilisé pour piloter un circuit, soit lorsqu'il est piloté par un autre circuit.

— Arunish
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