Was ist der Unterschied in der Bedeutung eines Spannungs- und Stromsignals?


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Das klingt vielleicht nach einer verrückten schlechten Frage. Aber ich frage mich, obwohl Strom und Spannung unvermeidlich sind, warum verwenden wir den Begriff für ein Konzept (Strom oder Spannung)? Wenn irgendwo da draußen ein Signal ist, ist es gleichzeitig Strom und Spannung. Wir nennen aber nur einen seiner Besitztümer.

Geht es darum, einen von ihnen gut zu kennen? Ich meine, nehmen wir an, wir haben einen Verstärker und wenn wir den Verstärker nur mit einer "bekannten Spannungsverstärkung" einstellen, nennen wir ihn Spannungsverstärker, und wenn wir ihn mit einer "bekannten Stromverstärkung" einstellen, nennen wir ihn Stromverstärker? Oder liegt das an der Art des Eingangssignals?

Können Sie ein Beispiel für ein Eingangssignal geben und erklären, warum es als Spannungs- oder Stromsignal bezeichnet wird?

EDIT: Meine Verwirrung hat sich nicht gelegt. Nehmen wir an, wir haben einen einstufigen Verstärker. Und es hat einen Ein- und Ausgang. Wenn Sie sich also eine solche Schaltung und ihren Ein- und Ausgang ansehen, woraus schließen Sie, dass sie ein aktuelles Eingangssignal oder ein Spannungseingangssignal verstärkt? Wie benennt man den Typ des Eingangssignals? Stellen Sie sich vor, es erhöht beides. Ich verstehe immer noch nicht, wie ich unterscheiden soll.

EDIT2: Stellen Sie sich einen typischen stabilen vorgespannten Single-npn-bjt-Transistorverstärker mit gemeinsamem Emitter vor. wie zum Beispiel: http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amplifier9.gif?81223b . Die Basisspannung ist in diesem Fall "Vorspannung + Kleinsignalspannung - Emitterspannung". und der Eingangsstrom ist sehr niedrig. Schauen Sie sich jetzt die Ausgabe an. Ausgangsspannung erhöht. okay. aber warte .. der Ausgangsstrom stieg ebenfalls an und wurde zu "beta * Ibase". Jetzt steigt also der Eingangsstrom und auch die Eingangsspannung. Ist dies ein Strom- oder Spannungsverstärker? und wenn es sich um einen X-Verstärker handelt, bedeutet dies, dass das Eingangssignal ein X-Signal ist. (X ist Strom oder Spannung)


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Weil es das ist, woran wir interessiert sind; Für ein Spannungssignal messen wir seine Spannung und kümmern uns nicht darum, welcher Strom zur Erzeugung dieser Spannung benötigt wurde.
PlasmaHH

Ein Signal ist etwas, das Informationen enthält. Wenn Sie die Spannung irgendwie steuern, um Informationen darzustellen, dann ist es ein Spannungssignal. Wenn Sie den Strom durch eine Schleife anpassen, um die Informationen anzuzeigen, handelt es sich um ein Stromsignal.
KyranF

Wenn Sie einen Schaltplan des Verstärkers hinzufügen, von dem Sie sprechen, können wir Ihnen wahrscheinlich sagen, um welchen Verstärker es sich handelt und warum.
Horta

Ein BJT-Transistor ist ein "Stromverstärker" mit seinem Standard- / Standardverhalten und seinen physikalischen Eigenschaften
KyranF

aber es hat eine Spannungsverstärkung, es verstärkt auch die Spannung .. ahh bin verwirrt ..
user16307

Antworten:


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Bei einem Signal wird im Allgemeinen eine Spannung oder ein Strom gesteuert, und die andere ist ein Nebenprodukt, das von der Last abhängig ist.

Stellen Sie sich ein normales digitales Logiksignal vor, das zwischen zwei CMOS-Chips auf derselben Karte läuft. Das ist ein Spannungssignal. Es wird nur die Spannung angegeben. Der Strom ist nicht nur nicht spezifiziert, er kann auch sehr unterschiedlich sein und ist den Entwicklern des Sendechips nicht bekannt, da er von der Last abhängt, die der Empfänger darstellt.

Wenn der einzige Empfänger im obigen Beispiel ein CMOS-Chip ist, fließt im stationären Zustand sehr wenig Strom. Die Last ist fast rein kapazitiv, sodass der Strom in kurzen Schritten fließt, wenn der Logikpegel geändert wird. Wenn dieses Signal stattdessen eine LED und einen Widerstand ansteuert, um die LED zu leuchten, wenn sie hoch ist, unterscheidet sich der Strom stark vom vorherigen Fall. Es ist wieder sehr unterschiedlich, wenn die LED zwischen Strom und diesem Signal (leuchtet auf logisch niedrig) anstelle von Masse und diesem Signal (leuchtet auf logisch hoch) geschaltet ist.

Manchmal wird der Signalwert im Strom codiert. In diesem Fall endet die Spannung so, wie sie endet. Ein häufiges Beispiel ist der industrielle 4-20-mA-Sensorstandard. Die Daten werden codiert, indem 4 bis 20 mA fließen gelassen werden, aber die Spannung kann über einen Bereich variieren. Tatsächlich wird dies als Konformitätsbereich bezeichnet , wobei ein größerer Bereich eine flexiblere Verwendung des Geräts ermöglicht. In diesem Fall können Sie nicht auf die Spannung schauen, um den übertragenen Wert zu erhalten.


Ich habe meine Frage bearbeitet.
user16307

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Stellen Sie sich zwei Dinge vor: eine elektrische Quelle und eine Last, die mit den (zwei Stiften) der Quelle verbunden ist.

Das Verhältnis zwischen Spannung, Strom und Last ist durch das Ohmsche Gesetz festgelegt: Strom = Spannung / Widerstand.

Wenn die Last unbekannt ist, kann die Quelle folglich zwischen "Fixieren" (Einstellen, Bestimmen) der Spannung ODER Fixieren des Stroms wählen, aber nicht beides.

Wenn wir also möchten, dass die Quelle Informationen übermittelt, kann sie dies entweder durch ihre Ausgangsspannung oder durch ihren Ausgangsstrom tun. Und so nennen wir die Quelle.


Nehmen wir an, wir haben einen einstufigen Verstärker. Und es hat einen Ein- und Ausgang. Wenn Sie sich also eine solche Schaltung und ihre Ein- und Ausgänge ansehen, können Sie daraus schließen, dass sie das Strom- oder Spannungssignal verstärkt. Stellen Sie sich vor, es erhöht beides. Ich verstehe immer noch nicht, wie ich unterscheiden soll.
user16307

Ich habe meine Frage bearbeitet,
user16307

Ein Verstärker ist so ausgelegt , dass er entweder einen Spannungsausgang (niedrige Impedanz, hoher möglicher Strom) oder einen Stromausgang (hohe Impedanz, hohe mögliche Spannung) hat. Unabhängig davon kann es einen Spannungs- (hochohmige) oder Stromeingang (niedrige Impedanz) haben. Sie sehen sich also die Eingangs- und Ausgangsstufen an und erkennen, wie sie ausgelegt sind (für niedrige oder hohe Impedanz).
Wouter van Ooijen

"Spannung (niedrige Impedanz, hoher möglicher Strom) oder Strom (hohe Impedanz, hohe mögliche Spannung) Ausgang." Gibt es hier einen Tippfehler?
user16307

Nein, nicht dass ich welche sehe.
Wouter van Ooijen

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Grundsätzlich kann ein Spannungssignal eine beliebige Last haben und es gibt immer noch ungefähr die gleiche Spannung aus. Umgekehrt liefert ein Stromsignal unabhängig von der Last ungefähr den gleichen Strom.

Ein Beispiel für ein Spannungssignal wäre eine Tischstromversorgung. Sie stellen eine Spannung ein und es wird versucht, so viel Strom wie nötig auszugeben, um diese Spannung aufrechtzuerhalten.

Ein Beispiel für ein Stromsignal wäre so etwas wie ein Induktor mit einem kollabierenden Magnetfeld. Dies führt zu einem temporären Pseudokonstantenstrom. Wenn Sie eine hochohmige Last darüber legen, erhalten Sie eine sehr hohe Spannung.

Kein Signal ist wirklich ein Spannungs- oder Stromsignal. Wir nennen sie einfach so, weil bestimmte Signale näher an einem idealen Strom oder einer idealen Spannungsquelle liegen.


BEARBEITEN: Sie werden anhand des Eingangs des Verstärkers wissen. Wenn der Eingang hochohmig ist (ein Gate eines Mosfets), verstärken Sie wahrscheinlich eine Spannung, da ein großer Strom nicht durch eine hohe Impedanz fließen soll . Wenn der Verstärker mit einem niederohmigen Eingang eingerichtet ist, verstärken Sie einen Strom . Ein Beispiel hierfür wäre so etwas wie ein aktueller Spiegel / Multiplikator. In diesem Fall ist der Eingang der Drain von Mosfets oder der Kollektor von Bjts mit niedriger Impedanz.

Zu beachten ist, dass die meisten Verstärker die Spannung verstärken. Wenn Sie also einen Strom messen und verstärken möchten, wird er manchmal über einen Widerstand (oder andere Mittel) in eine Spannung umgewandelt und dann über einen Operationsverstärker verstärkt.


Ich habe meine Frage bearbeitet.
user16307

Stellen Sie sich einen typischen stabilen vorgespannten Single-npn-bjt-Transistorverstärker mit gemeinsamem Emitter vor. wie zum Beispiel: electronic-tutorials.ws/amplifier/amplifier9.gif?81223b . Die Basisspannung ist in diesem Fall "Vorspannung + kleine Signalspannung". und der Eingangsstrom ist sehr niedrig. Schauen Sie sich jetzt die Ausgabe an. Ausgangsspannung erhöht. okay. aber warte .. der Ausgangsstrom stieg ebenfalls an und wurde zu "beta * Ibase". Jetzt steigt also der Eingangsstrom und auch die Eingangsspannung. Ist dies ein Strom- oder Spannungsverstärker?
user16307

@ user16307 Ein gemeinsamer Emitterverstärker hat seine Stromverstärkung basierend auf Beta und die Spannungsverstärkung basierend auf dem Verhältnis von Rc / Re. In diesem Fall haben Sie eine Spannungsverstärkung von 10 und eine Stromverstärkung von 100. In diesem Fall könnte man sagen, dass es eher als Stromverstärkungsverstärker als als Spannungsverstärkungsverstärker wirkt. Wie ich bereits erwähnt habe, gibt es keinen idealen Strom- oder Spannungsverstärker oder ein ideales Strom- oder Spannungssignal. Ist es wichtig, wie du es nennst? Sie könnten Rc auf 100k erhöhen und es wäre dann eher ein Spannungsverstärkungsverstärker als ein Stromverstärkungsverstärker.
Horta

Wollen Sie damit sagen, wenn Beta größer als die Spannungsverstärkung ist, wird es als Stromverstärker bezeichnet?
user16307

@ user16307 Wenn Ai> Av, dann ist es ein Stromverstärker. Wenn Av> Ai, dann ist es ein Spannungsverstärker. Beides ist nichts anderes als der Versuch, Namen zu beschreiben. Wenn Ai = Av, dann haben Sie einen vollkommen gleichen Spannungs- und Stromverstärker.
Horta

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Ein Signal ist ein Kommunikationsmittel. Sie entscheiden, wie Sie kommunizieren möchten, und dann kommunizieren Sie mit dieser Methode - sei es durch Ändern des Stroms, der Spannung, der Impedanz, zweier Blechdosen und eines Stücks nasser Schnur oder was auch immer. Ein Ende spricht und ein Ende hört zu.

Um mit der Spannung zu kommunizieren, legen Sie genügend Strom in die Last, um die benötigte Spannung zu erhalten. Um mit dem Strom zu kommunizieren, legen Sie genügend Spannung in die Last, um den benötigten Strom zu erhalten. Um mit der Impedanz zu kommunizieren, legt Ihr Hörer eine Spannung an und schaut auf den Strom oder umgekehrt.

Warum Sie sich für eine bestimmte Signalisierungsmethode entscheiden, hängt von der technischen Beurteilung ab und untersucht die Vor- und Nachteile der einzelnen.

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