'임피던스'란 무엇인가?

 

 

*「 임피던스」란 간단히 말하면 저항이다.

 

 

저항은,전류의 흐름을 방해하는 요소로서,단위는 Ω(옴)이 사용된다.저항이 클수록 전류가 흐르기어렵다.저항의

작은 의미를 크게 말한것이 「임피던스」이다. 그러나, 단순히 「저항」이라고 말하면 좋은것을 「임피던스」

라고 말하는 이유가 있다.직류신호 (DC신호)의 경우,전류가 흐르는 방향은 일정하다. 교류신호 (AC신호)의 경우,

전류의 흐르는 방향이 시간에 따라 변화한다. AC신호의 정의는 다양하다. 일반적인 인식으로 「시간축에 대하여

전류가 흐르는 방향이 변화하는 신호」를「AC 신호」라고 하지만, 사실 상당히 애매하다. 전류가 흐르는 방향은

변하지 않고, 전압이 시간에 따라 변화하는 신호도 「AC성분이 많은 DC신호」라고 불리기도 한다.단순히 저항을

사용하여 전기적인 저항을 발생시키는 경우, 그 저항은 DC신호에도 AC 신호에도 마찬가지로 작용한다. 그러나,

코일이나 콘덴서등은, DC 신호때와 AC신호때에는 전혀 움직임이 달라진다. 코일의 경우,DC신호가 흐르면 저항은

거의 0Ω이 된다(수천번 감은경우는 별도)가, AC신호가 들어가면 전기적 저항이 발생한다.이것은 코일에 전류가

흐르는 반대 방향의 유도전류가 발생하기 때문이다. 주파수가 높을수록 전류가 흐르기 어렵다. 콘덴서의 경우,

절연막을 사이에 두고 전극이 있으므로, DC 신호는 흐르지 않는다. 저항은 무한대에 가깝다.그러나, AC신호등이

유전되어 전류가 흐른다. 주파수가 높을수록 전류가 잘흐른다. 따라서, AC신호와 DC신호에서 저항이 다른소자가

있으므로, 「저항」이라고 말해 버리면 구별도 없이, 이유를 알수없게 되므로 「임피던스」라는 말을 사용한다.

일반적으로, 주파수에 따라 저항이 변화하는 소자의 저항을 나타낼때 「임피던스」라는 말을 사용하도록 한다

 

 

1. 입력 임피던스

 

일반적으로, 소자의 입력단자에 신호를 입력하면, 그 양은 어떠하든 전류가 흘러들어 간다. 전류가 흐르는것은

그 소자의 입력단자는, 저항을 통해 GND에 연결되어있는것과 동일하다. 그 저항의 저항값이 크면, 전류는 많이

흐를수 없다. 만약, 저항이 0Ω(오옴)이면, GND 라인과 단락되어 있는것과 같다. 그저항값을 「입력 임피던스」

라고 말한다. 일반적인 회로는, 입력 임피던스는 높을수록, 출력 임피던스는 낮을수록 좋다고 한다. (그러나,

길게 신호선을 끌어 돌리는 경우는 신호 손실이라 든지를 생각하지 않으면 안되기 때문에, 이야기가 달라진다)

입력 임피던스가 높으면, 전류가 그다지 흐르지 못한다. 즉, 전단에 걸리는 전기적부담이 줄어들고, 결과적으로

미약한 신호도 측정할수 있다. 반대로 입력 임피던스가 낮으면, 전류가 많이 흐르기 때문에,전단에 걸리는 전기

부담이 커져 버리고, 전류를 많이 흘릴수없는 미약한 신호를 넣으면, 부서져서 보이지 않게 되어 버린다.미약한

신호를 입력하고 싶을때는 별도의 앰프가 필요하는등, 불편한 점이 많다.

 

 

2. 출력 임피던스

 

출력 임피던스는, 전지의 내부저항과 같은것으로, 소자내부의 실제 출력에 직렬로 붙은 이른바 기생저항과 같은

것이다. 출력임피던스는 낮을수록 좋다. 보통 OP앰프등은 몇Ω~수십Ω이다. 그리고, 출력측의 출력 임피던스는

그 출력처에 연결되는 입력단자의 입력impedance보다 낮지 않으면 안된다. 그것은 조금 생각해 보면 바로 알수

있다. 출력 임피던스를 전지의 내부저항과 생각해 보면, 출력처에 연결되어 있는 부하가 커지면, 즉, 출력처의

입력 임피던스가 낮아지면, 내부저항에 의한 전압강하로 계속적으로 출력전압이 내려간다.그것은 전지가 아니라,

신호원의 생각도 마찬가지이다. 내부저항은 작을수록 전압강하가 일어나기 어렵게 되기때문에, 출력 임피던스는

작은것이 좋다는것이다. 또한, 출력측의 출력 임피던스는, 그 출력처에 연결된 입력단자의 입력 임피던스보다

낮아지지 않으면 안되는 이유도 거기에 있다. 예를들어, 출력측의 출력 임피던스를 100Ω으로, 출력 단자에서는

100V의 전압이 출력되고 있다고 하자. 여기서, 출력단자를 단락, 즉 입력 임피던스 0Ω때 무언가에 연결한것과

같은 상태를 만든다. 그러면, 출력 임피던스의 바탕으로 되어있는 내부의 기생저항 100Ω에 100V가 정확히 걸려,

1A의 전류가 흐른다. 즉, 자신이 큰 부하가 되어 버린다. 그렇게 되면, 출력단자에서는 정상적인 신호를 꺼낼수

없게되어 버리므로, 「출력측의 출력 임피던스는, 출력처에 연결하는 입력단자의 입력 임피던스보다 낮게」설계

하는것이 보통이다.

 

 

출처 : http://blog.naver.com/paynoh?Redirect=Log&logNo=10123590692