Impedancia de entrada de clarificación del amplificador inversor

Tome un amplificador inversor estándar: no tengo claro cuál es la impedancia de entrada. Al principio pensé que era la resistencia equivalente de la entrada inversora al suelo, que sería Rin || Rf, porque hay una tierra al otro lado de Vin y Vout, así como dentro de la salida del opamp. Sin embargo, la mayoría de las fuentes en Internet parecen afirmar que la impedancia de entrada es Vi / Ii, por lo que es Rin. Esto parece ignorar el hecho de que el cable de retroalimentación se conecta a otros motivos. Luego hay respuestas como esta que mencionan que la impedancia de entrada es infinita. Espero encontrar una definición clara de lo que representa la impedancia de entrada y un enfoque [breve] general para calcularlo en un circuito más complicado. ¡Gracias!

Leí toneladas de páginas como esta respuesta y otras, pero en mi nivel de principiante fue difícil extraer una respuesta clara.

Cuando hablamos de la resistencia de entrada de un circuito, estamos describiendo cómo afecta al otro circuito que proporciona la señal de entrada.

Específicamente, queremos saber, para cambiar la corriente de entrada por i amperios, ¿cuánto necesitamos cambiar el voltaje de entrada? Es por eso que la resistencia de entrada es, por definición, .$\dfrac{\mathrm{d}v_i}{\mathrm{d}i_i}$

Entonces, ¿cuál es la resistencia de entrada de este circuito?

El punto clave es que en esta configuración, siempre y cuando evitemos saturar la salida del amplificador operacional, la entrada inversora del amplificador operacional es una tierra virtual . La retroalimentación en el circuito opera para mantener ese nodo a 0 V. Entonces, sea cual sea la corriente de entrada que queramos, según la Ley de Ohm, el voltaje de entrada requerido es . Por lo tanto, la resistencia de entrada es R _en .$\mathrm{R_{in}}\times{}i_{i}$

Luego hay respuestas como esta que mencionan que la impedancia de entrada es infinita.

Esa respuesta hablaba de la resistencia de entrada del amplificador operacional, que se suponía que era ideal, no la resistencia de entrada de todo el circuito.

La respuesta de Photon es absolutamente correcta: el amplificador operacional ideal, etc., la impedancia de entrada es Rin.

En un circuito más general, incluso uno con componentes no lineales como los transistores, la impedancia de entrada es una cantidad de señal pequeña (linealizada) que depende de la frecuencia. Es importante porque puede informar al diseñador sobre los efectos de carga entre la impedancia de salida de la etapa anterior y la impedancia de entrada de la siguiente. El enfoque general para calcular la impedancia de entrada (o impedancia de salida) es inyectar una pequeña corriente en el nodo de entrada (di) y observar el cambio resultante en el voltaje del nodo de entrada (dv). O, de manera equivalente, aplicar un voltaje pequeño (dv) y observar la corriente resultante (di) de su fuente de voltaje de prueba. Luego calcule (dv / di). Para dejar completamente claro que esto es lo que está sucediendo, eche un vistazo a mi respuesta a Cómo calcular la impedancia de entrada, donde demostré cómo usar un programa de simulación de circuitos para calcular y trazar la impedancia de entrada al agregar literalmente una fuente de voltaje de prueba en la entrada y trazar una expresión personalizada. ¡Con suerte, ver la fuente de voltaje V1 (o en su caso Vin) dibujada literalmente como una fuente de voltaje dejará en claro cómo hacer los cálculos para hacerlo a mano!

La definición de Ri es Vi / Ii. Rf está conectado entre el nodo de salida y la tierra virtual, y es básicamente un circuito por sí solo. No está involucrado con la entrada. Lo que dijiste es correcto; Ri es la resistencia equivalente de la entrada, pero eso es igual a Rin, no Rin || Rf.

En cuanto a "otros motivos", solo hay un motivo. Tierra solo significa V = 0. Puede tratar la tierra "real" y la tierra "virtual" como una y la misma cuando se trata de análisis de circuitos.

Me gustaría agregar una intuición sobre cuál es realmente la resistencia de entrada y por qué es importante. La resistencia de entrada Ri es la resistencia equivalente entre vi y tierra. En otras palabras, si aplica vi al amplificador, o aplica vi a Ri conectado a tierra, obtendrá la misma corriente que fluye a través de vi en ambos casos. Por lo tanto Ri = vi / ii

En cuanto a por qué es importante, las fuentes de señal reales no solo tienen vi, sino también una resistencia de señal Rs unida a ella. Una vez que conecta la fuente de señal al amplificador inversor, el voltaje de entrada vi sería el voltaje del nodo entre Rs y Rin. Generalmente, si observa un circuito equivalente, la resistencia de entrada es la resistencia equivalente total entre vi y tierra. Entonces, si observa la regla del divisor de voltaje, Vi = Vs • Ri / (Ri + Rs) Lo que significa que cuanto mayor sea la resistencia de entrada, más señal obtendrá en la entrada.

Tenga en cuenta Ri = vi / ii, NO Vs / ii. En el segundo caso, Ri dependería de la resistencia de la fuente de señal, que no es el caso.