在电子电路设计中,会遇到许多不同的阻抗,在信号处理时要求输入阻抗高、输出阻抗低,以减小信号失真。然而,为什么在电路中输出阻抗会低于输入阻抗呢?
由于电子器件的内部构造以及布线等原因,当信号从输出端口到达输入端口时,会反射回去。这个反射信号将被视为来自一个外部信号源,而此信号的阻抗通常与输出阻抗相等。在传输信号中,由于这个物理反射带来的干扰,会导致信号的失真,所以输出阻抗必须比输入阻抗低,以减少信号反射。
一般来讲,输出阻抗越低,信号转移越好。而低输出阻抗能够确保信号在电路终端口不受外部噪声的影响。例如,晶体管的输入阻抗在几百千欧姆到一兆欧姆之间,而晶体管的输出阻抗在几百欧姆到一千欧姆之间,表明输出阻抗比输入阻抗低的现象是存在的。
电源在各自的导体上会有一个特定的阻抗。如果一个设备的输出连接另一台设备的输入,两者不同的电源抗会导致阻抗差异。当信号通过电线传输时,其中流动的电子通过该线的电阻会产生电流和热量。由于导线材质和大小的不同,电线的电阻会有很大的差异,从而使阻抗产生差异。
因此,要保证信号的准确传输,需要在信号源和接收器之间使用一些适当的阻抗匹配技术来确保电源的阻抗匹配。
电路的拓扑结构也会导致输出阻抗低于输入阻抗的现象。例如,共射放大器电路的输出阻抗通常要低于输入阻抗。这是由于增益和电流的变化在输出电路中具有更高的影响力,因此输出端更容易受到影响。
由于电路中的其他因素,例如电源电压、增益或信号波形,电路传输是个高度复杂的过程。为了最大化电路中有用的信号,需要确保输入阻抗较高,而输出阻抗较低,以最大化信号传输,从而确保电路的最佳性能。
总之,输出阻抗低于输入阻抗是由多种因素导致的,包括信号反射、电源抗差异以及电路拓扑结构。了解这些因素对电路的影响,就可以在电路设计时采取措施,例如适当的阻抗匹配技术,以确保电路传输中有效信号的传输,在电路中获得最佳性能。