Высокий импеданс

См. Также: Электрический импеданс

В электронике означает , высокий импеданс что точка в цепи (узел) пропускает относительно небольшое количество тока на единицу приложенного напряжения в этой точке. Цепи с высоким импедансом имеют низкий ток и потенциально высокое напряжение, тогда как цепи с низким импедансом являются противоположными (низкое напряжение и потенциально высокий ток). Численные определения понятия «высокий импеданс» различаются в зависимости от приложения.

Входы с высоким импедансом предпочтительнее использовать в измерительных приборах, таких как вольтметры или осциллографы . В аудиосистемах может потребоваться вход с высоким сопротивлением для использования с такими устройствами, как кварцевые микрофоны или другие устройства с высоким внутренним сопротивлением.

Аналоговая электроника

В аналоговых схемах узел с высоким импедансом — это узел, который не имеет путей с низким импедансом к каким-либо другим узлам в рассматриваемом диапазоне частот . Поскольку термины «низкий» и «высокий» в некоторой степени зависят от контекста, в принципе возможно, что некоторые узлы с высоким импедансом можно описать как низкий импеданс в одном контексте и высокий импеданс в другом; поэтому узел (возможно, источник сигнала или вход усилителя) имеет относительно низкие токи для задействованных напряжений.

Узлы с высоким импедансом имеют более высокие напряжения теплового шума и более склонны к емкостным и индуктивным помехам. При тестировании их часто бывает сложно измерить, так как сопротивление осциллографа или мультиметра может сильно повлиять на сигнал или напряжение на узле. Выходной сигнал с высоким импедансом характерен для некоторых преобразователей (например, кварцевых датчиков ); они требуют очень высокой импедансной нагрузки от усилителя , к которому они подключены. Ламповые усилители и полевые транзисторы легче обеспечивают входы с высоким импедансом, чем усилители на основе биполярных транзисторов , хотя схемы буфера тока или понижающие трансформаторы могут согласовывать входной источник с высоким импедансом с усилителем с низким импедансом.

Цифровая электроника

Основная статья: Логика трех состояний

В цифровых схемах выход с высоким импедансом (также известный как hi-Z , трехпозиционный или плавающий ) выход не переводится на какой-либо определенный логический уровень выходной схемой. Сигнал не доводится до логического высокого или низкого уровня; это третье условие приводит к описанию «три состояния». Такой сигнал можно рассматривать как разомкнутую цепь (или «плавающий» провод), поскольку подключение его к цепи с низким импедансом не повлияет на эту цепь; вместо этого он сам будет подтягиваться к тому же напряжению , что и активно управляемый выход. Комбинированные контакты ввода/вывода, имеющиеся на многих микросхемах, на самом деле представляют собой выходы с тремя состояниями, которые внутренне подключены к входам (что приводит к трехуровневой или четырехзначной логике ). Это основа систем шин в компьютерах , а также многих других применений.

Состояние высокого импеданса данного узла в цепи не может быть проверено только путем измерения напряжения. ( Подтягивающий резистор или понижающий резистор ) можно использовать в качестве источника среднего импеданса, чтобы попытаться подтянуть провод к высокому (или низкому) уровню напряжения. Если узел не находится в высокоомном состоянии, дополнительный ток от резистора не окажет существенного влияния на уровень его напряжения.