¿Por qué es buena una impedancia de entrada alta?

Question

Tal vez sea ingenuo, pero

• ¿Por qué es buena una impedancia de entrada alta?
• ¿Una alta impedancia de entrada es siempre buena?

Answer 1

Es algo bueno para un tensión de entrada, ya que si la impedancia de entrada es alta en comparación con la impedancia de la fuente, el nivel de tensión no caerá demasiado debido al efecto divisor.

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

Conectamos esto a un \$1M\Omega\$ de entrada, la tensión 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 obtendremos \$ 10V \cdot \frac{1k\Omega}{1k\Omega + 1k\Omega} = 5V\$

Espero que te hagas una idea: 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.

Sin embargo, una alta impedancia de entrada no siempre es buena, por ejemplo, si quieres transferir la mayor cantidad de energía posible entonces la impedancia de la fuente y de la carga deben ser iguales. Así que en el ejemplo anterior la impedancia de entrada de 1k sería la mejor opción.
Para una entrada de corriente se desea una baja impedancia de entrada (idealmente cero), por ejemplo en un transimpedancia (corriente a tensión).

Answer 2

El "mejor" valor de la Impedancia depende de la situación y de la aplicación.

Cuando es conveniente tener o necesitar una impedancia alta es porque es una aproximación a una impedancia infinita.

Una entrada aplicada a una fuente de señal actúa como un divisor de tensión.
Vout = Vsignal x Zinput / (Zsource + Zinput)
Para conseguir que no haya carga, o bien Zsiganl es cero (salida de impeadancia baja o nula) y/o bien Zinput = infinito.
"Suficientemente alto" es la versión práctica de "infinito estaría bien".

El tamaño "adecuado" depende de la aplicación.

La red eléctrica tiene una impedancia muy inferior a 1 ohmio (normalmente). Un medidor de prueba con una impedancia de 1000 ohmios consumiría alrededor de 100 mA !!!! desde la red de 110 VAC, pero sólo lo cargaría por debajo de 0,1 voltios en el proceso. Un medidor de prueba con una impedancia de entrada de 1 megaohmio consumiría unos 100 uAmp, lo que sería mucho más aceptable.

Para las fuentes de alta impedancia "adecuadamente) tiene que ser bastante grande.
Una entrada de alta impedancia pone muy poca carga en la señal que se le aplica.
Por tanto, no reduce su nivel (o no mucho). Un búfer de ganancia unitaria suele tener una impedancia muy alta y suele utilizarse como etapa de entrada a una cadena de amplificadores. Una sonda de pH, utilizada para medir la acidez y la alcalinidad de una solución, puede tener una impedancia de salida de 10 a 100 megaohmios. Su nivel de tensión es una medida directa del pH. Por lo tanto, cualquier cosa que pretenda medir el voltaje debe intentar no alterarlo en el proceso. Una sonda de medición de tensión actuará efectivamente como un divisor de tensión. La impedancia de la sonda debe ser >> la impedancia medida para que no se produzca la carga.

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

Así que para medir con 1 bit en 256 = 1 bit en un sistema de 8 bits con una impedancia de fuente de 1 megaohmio necesitas una impedancia de entrada de 256 megaohmios. Para una fuente de 10 Megohmios necesitas una impedancia de entrada de 2,6 Gigohn. Y para una fuente de 100 Megohmios necesitas ... !!!

Según la fórmula anterior, para las salidas, la impedancia BAJA es buena, siendo la ideal la impedancia cero (una fuente de tensión perfecta).

Luego está el caso especial de las impedancias emparejadas en las que la fuente y la entrada son iguales. La mitad de la señal se disipa en la ENTRADA y la otra mitad en la salida (suponiendo una conexión sin pérdidas), PERO no hay reflexiones debidas a la incompatibilidad de impedancias. Un tema totalmente nuevo para otra ocasión.

Answer 3

Una impedancia de entrada infinita permitiría alimentar con cualquier cantidad de voltaje a una carga sin que ésta absorba ninguna potencia. Una impedancia de entrada cero permitiría introducir cualquier cantidad de corriente en una carga sin que ésta absorbiera ninguna potencia. En los casos en los que se quiere detectar la tensión sin absorber potencia, la impedancia infinita es, por tanto, la ideal; a la inversa, si se quiere detectar la corriente, la impedancia cero es la ideal.

Aunque a veces se quiere una carga que no absorba energía, hay veces que se quiere alimentar la carga con energía. La cantidad de energía alimentada en una carga se maximizará cuando la impedancia de entrada de la carga coincida con la impedancia de salida de lo que la está conduciendo. Sin embargo, esta situación no implica la máxima eficiencia energética. Dependiendo de lo que esté manejando la carga, una impedancia de entrada más alta o más baja puede hacer que el dispositivo que la maneja desperdicie más o menos energía internamente.

Answer 4

Para llevar toda la tensión de una fuente a un objetivo sin pérdidas.
necesitas una alta impedancia de entrada. Este principio se llama "puente de tensión" o "puente de impedancia".

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

Puente de tensión
uno que maximiza la transferencia de una señal de tensión a la carga.
La otra configuración típica es una "conexión de adaptación de la impedancia",
que maximiza la potencia entregada a la carga.

La alta impedancia no siempre es buena, sino que varía según la aplicación. Para la adaptación de la impedancia con otros circuitos, el diseñador seleccionará la impedancia de entrada alta utilizando el teorema "Transferencia de potencia máxima Thoerem"
enlace

Answer 5

La entrada alta significa que sólo necesitas la SEÑAL. O llamémosle el mensaje de voltaje. En este caso la corriente baja está bien para conducir las cosas.

Las entradas altas NO siempre son buenas. En el caso de no utilizar la señal, sino de conducir una parte electrónica (por ejemplo, para la luz del LED) que necesita para calcular la corriente y hay que disminuir la resistencia de salida.

Si se utiliza una resistencia demasiado alta mientras se trabaja con un mensaje de señal, el único punto de vista es la capacidad de otras partes.

Si se trabaja en el rango de HF de la modulación de frecuencia, se hace más difícil. En cualquier otro caso, sí, la entrada alta es una buena cosa para tener menos consumo de energía.

Saludos