Wenn ein Datenblatt die Ausgangsimpedanz eines Pins so und so Ohm erwähnt. Was genau bedeutet das? Kann jemand anhand eines Diagramms erklären, wie es aussieht?
Ein Ausgangs-Pin sieht ungefähr so aus:
simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab
Vout ist eine ideale Spannungsquelle, R ist der Ausgangswiderstand der Quelle und C ist die Ausgangskapazität des Pins.
Lassen Sie uns die Kappe vorerst ignorieren.
Ein idealer Ausgangspin würde nur die Spannungsquelle enthalten, aber leider können wir keine Spannungsquellen mit einem Innenwiderstand von Null bauen. Wenn Sie also tatsächlich eine Spannungsquelle herstellen, hat diese einen Vorwiderstand, dessen Wert die "interne Impedanz" der ist Quelle. Wenn Ihre Spannungsquelle zum Ansteuern eines Pins verwendet wird, wird dasselbe R auch als "Pin-Ausgangswiderstand" bezeichnet, dh der Widerstand, den Sie bei ausgeschalteten Quellen zwischen Ausgang und Referenz messen. Der Ausgangswiderstand ist ein wichtiger Parameter, da er den Lastwiderstand begrenzt, den Sie an den Pin anschließen können: Wenn Sie einen Ausgangswiderstand von und einen möchten Last Sie werden eine schlechte Zeit haben, da die Ausgangsspannung aufgrund des Spannungsteilers, den Sie de facto bauen, fast nicht variiert.
Worum geht es in diesem C? Das ist eine weitere parasitäre Komponente, die von Spuren auf dem Siliziumchip, der Kapazität der parasitären Transistoren usw. herrührt. Der Kondensator ist wichtig, da er die Geschwindigkeit Ihres Pins begrenzt. Er ist also ein dynamischer Parameter, während der Ausgangswiderstand statisch ist . Wie Sie sehen können, bilden die RC-Komponenten ein Tiefpassfilter erster Ordnung: Je höher das C, desto niedriger die Eckfrequenz , niedriger ist die maximale Geschwindigkeit, mit der Sie Ihren Pin können eine saubere Welle halten.
Ich habe den C - Teil , da Sie den Ausgang sprechen Impedanz , dass der Kondensator umfassen sollte. Was Sie in Datenblättern finden, ist normalerweise der Ausgangswiderstand ( ) und die Ausgangskapazität (F) als separate Werte.
Vereinfacht ausgedrückt ist es nur der Innenwiderstand des Ausgangs. Ein Ersatzschaltbild wäre nur ein Widerstand in Reihe mit dem Sourcing-Ausgangspin.
Jede nicht ideale Quelle weist aufgrund des physikalischen Layouts der Quelle einen gewissen (parasitären / unerwünschten) Innenwiderstand auf. Im Allgemeinen muss es im Vergleich zur Last niedrig sein, da mit zunehmendem Strom der Spannungsabfall am Innenwiderstand zunimmt und somit die Ausgangsspannung abnimmt.
Ich halte reden über Widerstand , aber sie gefragt Ausgangsimpedanz .
Impedanz = Widerstand + Reaktanz
Die Reaktanz ist der Gegensatz eines Schaltungselements zu einer Änderung des elektrischen Stroms oder der elektrischen Spannung aufgrund seiner Induktivität oder Kapazität. Da das Ausgangsverhalten nicht vollständig resistiv ist, sprechen wir von "Ausgangsimpedanz".
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Ich befürchte, dass die Antwort nicht so einfach ist, wie man vielleicht möchte, aber hier ist sie. Ich werde zuerst die technisch korrekte Antwort anbieten und dann eine verständlichere Annäherung geben.
Wie Sie vielleicht wissen, ist die Ausgangsimpedanz im Fachjargon eine komplexe Frequenzbereichsgröße. Der Ausgangswiderstand ist eine reale Größe, ob konstant oder über die Zeit variabel. Ungeachtet dessen werden sowohl Impedanz als auch Widerstand in Ohm gemessen, und umgangssprachlich werden die beiden Wörter häufig als Synonyme verwendet. Soviel zur Terminologie.
WennV.( t ) und ich( t ) sind jeweils die Spannung am Pin (üblicherweise wie in Bezug auf GND-Masse definiert) und der aus dem Pin fließende Strom , dann der Ausgangswiderstand ist
Ist das sinnvoll? Nein? Nein, ich stimme zu: Es macht keinen Sinn, es sei denn, Sie haben Ihr Gehirn durch einen Abschluss in Elektrotechnik oder Maschinenbau verzerrt. Hier ist also die einfache Version (die immer noch schwer genug ist): Angenommen, ein Pin mit einer Ausgangsimpedanz von 100 Ohm. Angenommen, dieser Pin versorgt jedes Gerät, das Sie an den Pin angeschlossen haben, mit 3 Milliampere. Angenommen, Ihr Gerät benötigt 5 Milliampere durch den Stift, was einer Erhöhung von 2 Milliampere entspricht. In diesem Fall fällt die Spannung am Pin um (100 Ohm) (2 Milliampere) = 0,2 Volt ab.
Wenn das ein zu großer Abfall ist und Sie möchten, dass Ihre Spannung stabiler bleibt, benötigen Sie einen Chip, dessen relevanter Pin durch eine niedrigere Ausgangsimpedanz gekennzeichnet ist.
Ist das sinnvoll? Immer noch nein? Dann ist es hier: Die Ausgangsimpedanz quantifiziert die Fähigkeit eines Mikrochips oder einer anderen Elektronik / Elektrik, bei Bedarf elektrischen Strom zu liefern. Die Steckdose an Ihrer Wand liefert gut Strom und die Ausgangsimpedanz ist niedrig. Eine in meiner Hand gehaltene Büroklammer liefert nur schlecht Strom und ihre Ausgangsimpedanz ist hoch. Wenn Sie einem Mikrochip, einer Elektronik oder einer Steckdose mehr Strom entnehmen, als für die Versorgung vorgesehen ist, und wenn Sie ihn überlasten, muss seine Spannung aus Protest sozusagen abfallen. so als ob Sie das Ende eines freitragenden Trägers zu stark belasten, wenn Sie ihn überlasten, muss er sich biegen und sein Ende muss aus Protest herabhängen. In diesem Sinne ist ein Pin mit niedriger Ausgangsimpedanz wie ein stabiler Strahl: Er hält unter Last.
Es steckt zugegebenermaßen mehr dahinter. Beispielsweise spielt in einer Instrumentenstromschleife stattdessen die Ausgangsaufnahme die beschriebene Rolle, was verwirrend ist. Außerdem unterbrechen Sicherungen und Leistungsschalter häufig den Strom vollständig, wenn zu viel verlangt wird. Dies scheint etwas mit Ihrer Frage zu tun zu haben, tut dies jedoch nicht. Aber so viel wird weitergehen und sollte Ihnen ein allgemeines Gefühl für das Problem geben.
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Lassen Sie mich zunächst sagen, dass ein Ausgangspin (oder Eingangspin) für sich genommen keine Impedanz hat. Wenn Ihnen dies bereits klar war, wissen Sie, dass es zwischen zwei Stiften liegen muss. Es kommt einfach so vor, dass der andere "Stift" geschliffen ist. Wenn also die Impedanz eines Stifts erwähnt wird, ist allgemein bekannt / verstanden, dass sie sich auf Masse bezieht.
Was die "Impedanzspezifikation" bedeutet, ist einfach, wenn Sie eine Impedanzmessung des Stifts gegen Masse durchführen würden, würden Sie den angegebenen Wert erhalten. Da die Impedanz jedoch von der Frequenz abhängt, die zur Bestimmung ihres Wertes verwendet wird, handelt es sich um eine Frequenz muss vorhanden seinauch angegeben werden. Wenn eine Frequenz nicht angegeben ist, beziehen sie sich nur auf ihren Widerstand. Dies ist der Wert, den Sie erhalten, wenn Sie ein Ohmmeter zwischen Pin und Masse anschließen.
Das von Vladimir bereitgestellte Diagramm ist das genaue Modell.
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