테브난과 노턴 등가회로
복잡한 회로를 전원 하나와 저항 하나로 줄입니다. 센서나 분배기가 다음 단을 얼마나 잘 구동할 수 있는지가 보입니다.
어떤 선형 회로든 두 단자에서 보면 전압원 하나와 직렬 저항 하나(테브난), 또는 전류원 하나와 병렬 저항 하나(노턴)로 바꿀 수 있습니다.
구하는 방법
- Vth: 단자를 열어 둔 상태의 전압
- Rth: 전압원은 단락, 전류원은 개방한 뒤 단자에서 본 저항
예: 전압 분배기
12V, R1 = 30kΩ, R2 = 10kΩ인 분배기는
- Vth = 3.0V
- Rth = 30k ∥ 10k = 7.5kΩ
즉 이 분배기는 "3V짜리 전원이 7.5kΩ 저항을 달고 있는 것"과 같습니다. 여기에 입력 저항 10kΩ인 회로를 붙이면 출력이 3.0V가 아니라 3.0 × 10/(7.5+10) = 1.7V로 떨어집니다.
출력 임피던스와 입력 임피던스
이 생각이 임피던스 매칭의 기본입니다.
- 신호를 보내는 쪽의 출력 저항은 작게
- 받는 쪽의 입력 저항은 크게
보통 10배 이상 차이가 나면 영향이 작습니다. 차이가 부족하면 그 사이에 OP 앰프 버퍼(전압 팔로워)를 넣습니다. MCU ADC 데이터시트에 "최대 소스 임피던스" 값이 적혀 있는 이유도 같습니다.