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阻抗

  zǔkàng
越容易驅動。耳機的阻抗是隨其所重放的音頻信號的頻率而改變的,一般耳機阻抗在低頻最大,因此對低頻的衰減要小于高頻的;對大多數(shù)耳機而言,增大輸出阻抗會使聲音更暗更混(此時功放對耳機驅動單元的控制也會變弱),但某些耳機卻需要在高阻抗下才更好聽。如果耳機聲音尖銳刺耳,可以考慮增大耳機插孔的有效輸出阻抗;如果耳機聲音暗淡渾濁,并且是通過功率放大器驅動的,則可以考慮減小有效輸出電阻。
  輸入阻抗跟一個普通的電抗元件沒什么兩樣,它反映了對電流阻礙作用的大小。對于電壓驅動的電路,輸入阻抗越大,則對電壓源的負載就越輕,因而就越容易驅動,也不會對信號源有影響;而對于電流驅動型的電路,輸入阻抗越小,則對電流源的負載就越輕。因此,我們可以這樣認為:如果是用電壓源來驅動的,則輸入阻抗越大越好;如果是用電流源來驅動的,則阻抗越小越好(注:只適合于低頻電路,在高頻電路中,還要考慮阻抗匹配問題。)另外如果要獲取最大輸出功率時,也要考慮 阻抗匹配問題。
  二、輸出阻抗
  無論信號源或放大器還有電源,都有輸出阻抗的問題。輸出阻抗就是一個信號源的內阻。本來,對于一個理想的電壓源(包括電源),內阻應該為0,或理想電流源的阻抗應當為無窮大。輸出阻抗在電路設計最特別需要注意。
  但現(xiàn)實中的電壓源,則不能做到這一點。我們常用一個理想電壓源串聯(lián)一個電阻r的方式來等效一個實際的電壓源。這個跟理想電壓源串聯(lián)的電阻r,就是(信號源/放大器輸出/電源)的內阻了。當這個電壓源給負載供電時,就會有電流I從這個負載上流過,并在這個電阻上產生I×r的電壓降。這將導致電源輸出電壓的下降,從而限制了最大輸出功率(關于為什么會限制最大輸出功率,請看后面的“阻抗匹配”一問)。同樣的,一個理想的電流源,輸出阻抗應該是無窮大,但實際的電路是不可能的。
  三、阻抗匹配
  阻抗匹配是指信號源或者傳輸線跟負載之間的一種合適的搭配方式。阻抗匹配分為低頻和高頻兩種情況討論。 我們先從直流電壓源驅動一個負載入手。由于實際的電壓源,總是有內阻的(請參看輸出阻抗一問),我們可以把一個實際電壓源,等效成一個理想的電壓源跟一個電阻r串聯(lián)的模型。假設負載電阻為R,電源電動勢為U,內阻為r,那么我們可以計算出流過電阻R的電流為:I=U/(R+r),可以看出,負載電阻R越小,則輸出電流越大。負載R上的電壓為:Uo=IR=U/[1+(r/R)],可以看出,負載電阻R越大,則輸出電壓Uo越高。再來計算一下電阻R消耗的功率為:
  P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2)
  =U2×R/[(R-r)2+4×R×r]
  =U2/{[(R-r)2/R]+4×r}
  對于一個給定的信號源,其內阻r是固定的,而負載電阻R則是由我們來選擇的。注意式中[(R-r)2/R],當R=r時,[(R-r)2/R]可取得最小值0,這時負載電阻R上可獲得最大輸出功率Pmax=U2/(4×r)。即,當負載電阻跟信號源內阻相等時,負載可獲得最大輸出功率,這就是我們常說的阻抗匹配之一。對于純電阻電路,此結論同樣適用于低頻電路及高頻電路。當交流電路中含有容性或感性阻抗時,結論有所改變,就是需要信號源與負載阻抗的的實部相等,虛部互為相反數(shù),這叫做共扼匹配。在低頻電路中,我們一般不考慮傳輸線的匹配問題,只考慮信號源跟負載之間的情況,因為低頻信號的波長相對于傳輸線來說很長,傳輸線可以看成是“短線”,反射可以不考慮(可以這么理解:因為線短,即使反射回來,跟原信號還是一樣的)。從以上分析我們可以得出結論:如果我們需要輸出電流大,則選擇小的負載R;如果我們需要輸出電壓大,則選擇大的負載R;如果我們需要輸出功率最大,則選擇跟信號源內阻匹配的電阻R。有時阻抗不匹配還有另外一層意思,例如一些儀器輸出端是在特定的負載條件下設計的,如果負載條件改變了,則可能達不到原來的性能,這時我們也會叫做阻抗失配。
  在高頻電路中,我們還必須考慮反射的問題。當信號的頻率很高時,則信號的波長就很短,當波長短得跟傳輸線長度可以比擬時,反射信號疊加在原信號上將會改變原信號的形狀。如果傳輸線的特征阻抗跟負載阻抗不相等(即不匹配)時,在負載端就會產生反射。為什么阻抗不匹配時會產生反射以及特征阻抗的求解方法,牽涉到二階偏微分方程的求解,在這里我們不細說了,有興趣的可參看電磁場與微波方面書籍中的傳輸線理論。傳輸線的特征阻抗(也叫做特性阻抗)是由傳輸線的結構以及材料決定的,而與傳輸線的長度,以及信號的幅度、頻率等均無關。
  例如,常用的閉路電視同軸電纜特性阻抗為75Ω,而一些射頻設備上則常用特征阻抗為50Ω的同軸電纜。另外還有一種常見的傳輸線是特性阻抗為300Ω的扁平平行線,這在農村使用的電視天線架上比較常見,用來做八木天線的饋線。因為電視機的射頻輸入端輸入阻抗為75Ω,所以300Ω的饋線將與其不能匹配。實際中是如何解決這個問題的呢?不知道大家有沒有留意到,電視機的附件中,有一個300Ω到75Ω的阻抗轉換器(一個塑料封裝的,一端有一個圓形的插頭的那個東東,大概有兩個大拇指那么大)。它里面其實就是一個傳輸線變壓器,將300Ω的阻抗,變換成75Ω的,這樣就可以匹配起來了。這里需要強調一點的是,特性阻抗跟我們通常理解的電阻不是一個概念,它與傳輸線的長度無關,也不能通過使用歐姆表來測量。為了不產生反射,負載阻抗跟傳輸線的特征阻抗應該相等,這就是傳輸線的阻抗匹配,如果阻抗不匹配會有什么不良后果呢?如果不匹配,則會形成反射,能量傳遞不過去,降低效率;會在傳輸線上形成駐波(簡單的理解,就是有些地方信號強,有些地方信號弱),導致傳輸線的有效功率容量降低;功率發(fā)射不出去,甚至會損壞發(fā)射設備。如果是電路板上的高速信號線與負載阻抗不匹配時,會產生震蕩,輻射干擾等。
  當阻抗不匹配時,有哪些辦法讓它匹配呢?第一,可以考慮使用變壓器來做阻抗轉換,就像上面所說的電視機中的那個例子那樣。第二,可以考慮使用串聯(lián)/并聯(lián)電容或電感的辦法,這在調試射頻電路時常使用。第三,可以考慮使用串聯(lián)/并聯(lián)電阻的辦法。一些驅動器的阻抗比較低,可以串聯(lián)一個合適的電阻來跟傳輸線匹配,例如高速信號線,有時會串聯(lián)一個幾十歐的電阻。而一些接收器的輸入阻抗則比較高,可以使用并聯(lián)電阻的方法,來跟傳輸線匹配,例如,485總線接收器,常在數(shù)據(jù)線終端并聯(lián)120歐的匹配電阻。
  為了幫助大家理解阻抗不匹配時的反射問題,我來舉兩個例子:假設你在練習拳擊——打沙包。如果是一個重量合適的、硬度合適的沙包,你打上去會感覺很舒服。但是,如果哪一天我把沙包做了手腳,例如,里面換成了鐵沙,你還是用以前的力打上去,你的手可能就會受不了了——這就是負載過重的情況,會產生很大的反彈力。相反,如果我把里面換成了很輕很輕的東西,你一出拳,則可能會撲空,手也可能會受不了——這就是負載過輕的情況。另一個例子,不知道大家有沒有過這樣的經歷:就是看不清樓梯時上/下樓梯,當你以為還有樓梯時,就會出現(xiàn)“負載不匹配”這樣的感覺了。當然,也許這樣的例子不太恰當,但我們可以拿它來理解負載不匹配時的反射情況。

心理學的阻抗

  阻抗的表現(xiàn)
  阻抗是深入咨詢時必然伴隨的現(xiàn)象。只要進行深入的心理咨詢,只要觸及內心情感的心理治療,咨詢師都會遇到咨客不同程度的阻抗.所以對阻抗的處理是咨詢師必須面對的事情,也可以說從對阻抗處理的表現(xiàn)可看出咨詢師的咨詢成熟度.如果一名咨詢師對阻抗沒有應有的認識和相應的處理方法,那么深入的咨詢過程就會舉步為艱,甚至會給不成熟的咨詢員帶來對咨詢的灰暗心理,從而懷疑心理咨詢和治療.有些咨詢員因對阻抗現(xiàn)象沒有把握而與咨客進行辯論,當然這注定會兩敗俱傷.
  那么阻抗以什么形式來表現(xiàn)?這些表現(xiàn)為什么會產生?對此我們做一些初步的探討.
  只要深入地去探索就會發(fā)現(xiàn),阻抗是對原有自己的“堅持”。咨客急于得到癥狀的解決,但又不愿放棄癥狀背后的一些癥結,這是阻抗存在的重要原因之一。當直接的阻抗一點一點被解決后,咨客又會以移情的方式來迂回地進行阻抗.所以說,咨詢的核心問題就是處理阻抗和移情的過程,一名咨詢師必須熟練地掌握臨床知識和技巧才能更好地解決這一“核心問題”。
  阻抗的基本表現(xiàn)方式;
  一,不主動
  這種不主動表現(xiàn)為: 咨客表面上表現(xiàn)得有耐心,背后卻把咨詢員的分析當作“耳旁風”。有些時候他們表面上也并不積極,只是口頭上說自己被病魔折磨得很厲害,需要盡快解決.或者有些時候他們認為醫(yī)生說的一些話合乎自己的意愿,對醫(yī)生表示感謝的同時,似乎對此次咨詢有不少體會.可等到下一次見面時,他們對上一次醫(yī)生提出的很多建議卻已遺忘了一大半.每次咨詢以后,他們似乎都會領悟很多,但自己就是不愿主動去實現(xiàn)。有時候,在家長的反復督促下他們才會勉強做一些.有些咨客甚至稍有好轉就不按時來咨詢,他們會忘記咨詢時間或遲到.以上這些現(xiàn)象其實與他們的治療欲望是不成正比的,即使有些時候給咨詢師的感覺是他們看似不是真心想把病治好。事實上,咨客之所以會給人以這樣的感覺,是因為癥狀里有太多他們留戀的東西,如果癥狀真的完全消失,將意味著這些“好處”也隨之消失。所以,為了保留這些“好處”他們惟有以保留一些癥狀作為代價。(當強迫癥患者與自己的強迫行為很和諧的時候,治療過程更是艱難。)
  二,反復訴苦
  這種表現(xiàn)多見于心理治療中。當咨客見到咨詢師的時候總感覺有滿肚子話要講,他們會反復傾訴自己的那些癥狀.可當咨詢師問到他們的一些問題時他們又常常閉口不談,或則回避醫(yī)生的提問,依然說回他們的那些苦惱.他們急切地希望醫(yī)生快些把病治好,總認為醫(yī)生的很多"忠告"都是多余的。有些病人雖然口頭上同意咨詢師的解釋,但不一會兒,又重復敘述他們的苦楚.有些咨客甚至認為"醫(yī)生的耐心是對他們疾病的不報希望"。他們只想讓醫(yī)生回答自己一個問題就夠了:"你說怎么辦我才能盡早好"。給人的感覺是,他們陷入"痛苦的邏輯"不能自拔,他們總以訴苦的方式來阻止醫(yī)生的解釋,不讓醫(yī)生觸及他們心理的禁區(qū).
  三,要求“靈丹妙藥”
  有些強迫癥患者,訴說強迫癥如何折磨她.迫切地希望醫(yī)生給他們開出“靈丹妙藥”或“特效藥”,或則要求咨詢師告訴他們一些具體辦法來有效地對抗癥狀,有時干脆就說"您給我拿主意,我該怎么辦",有些視恐癥咨客甚至要求咨詢師給他們一個"大膽"去處理自己的問題.當咨詢師告訴咨客:那些癥狀只控制是不行的,需要你深入思考自己癥結的根源,重新?lián)碛谐墒斓膽B(tài)度去面對它,那些癥狀就會自然消失.對此他們常常不以為然,堅持要求醫(yī)生給他們具體辦法而自己不愿多去思考.給人的感覺是:他們不愿尋求真正的病因,不想“根治”他們的病。
  四,為癥狀辯論
  當一名強迫癥患者懇求咨詢師治好自己的"病"時,咨詢師會指出他的癥狀的幼稚性和他對一些問題的回避性,并要求他放棄。這時,他會“狡辯”說這些癥狀是有用的.當一名咨客反復訴說自己的苦惱來自無窮盡的思考并要求我給予幫助時,我回答說"你說的這些沒有意義,應該把(自己的)精力放在有用的地方",她會立即反駁道"我想的是很有意義的事情,為什么要放棄?"--他們全都進入了一個既要求幫助擺脫癥狀,又不愿舍棄癥狀的怪圈.我習慣把這個怪圈說成"陀螺現(xiàn)象"。進入"自我陀螺"里的人有著旺盛的精力去思考他們認為有意義的事情,我們不得不驚訝于他們精力的旺盛.但當咨詢師把事情的原由解釋給他們的時候,他們又以"萬一不是這樣"來否定咨詢師的分析和建議,他們總是有很多"萬一"來支持自己的合理性。當他們實在沒有更好的話來反駁咨詢師的建議時,又會以"咨詢師也是人,再權威也有局限性的,再說很多的問題在科學上還沒有發(fā)現(xiàn)"來繼續(xù)支持他們所做事情的合理性.似乎他們所做的事情一旦遭到否定而被迫停止下來,整個生命就將失去意義。他們這樣做給咨詢師的感覺是:他們來咨詢的目的并不是想改變自己原來的問題,而是企圖從咨詢師那里得到對自己所做一切事情的肯定.他們反復在人生的道理上與咨詢員進行辯論的最終目的也就是“戰(zhàn)勝”咨詢師,以此來肯定自己的所做所為。他們似乎不像是來自詢的,更像是來做學術討論的.當我問到一個反復思考生活意義的三十多歲的咨客:“你為什么想的這么詳細,你不覺得沒有意義嗎?”的時候,他會回答說:“我是學理科的,我喜歡科學論證,您說的話有一些缺乏科學性.”一言譬之:他們不愿放棄原來的自己,只想把癥狀祛除,但這些癥狀正是他們的思考和行為來的,對此他們似乎并不關心。一旦涉及到"他這人",他們就極力為自己辯解,在辯解過程中,他們有時甚至會感覺咨詢師不夠深刻.有些不成熟的“不夠深刻”的咨詢員則與這些咨客辯論得面紅耳赤。咨詢如果到了這一步,也就到了該結束的時候了.
  有些咨客會以很柔和的"科學態(tài)度"進行辯解。譬如有潔癖癥的咨客反復洗手很怕受到"感染",當咨詢師說到這樣做無意義時,他們除了同樣以"萬一"來說明自己的正確性外,有些時候還會帶來一些報紙或醫(yī)學書籍來說服咨詢師:你看"癌癥的病因還沒有查清","不能排除病毒感染的可能性"來證明自己的反復洗手和反復"搞衛(wèi)生"的"科學性".有些疑病癥的咨客做了各種現(xiàn)代化的檢查還是不放心,原因是"有些疾病是儀器檢查不出來的",這些人有一個共同的特點就是:他們從各種報刊雜志上收集一些"科學道理"來做為生活的指南,同時,這些“指南”也成為和醫(yī)生進行辯論的有力證據(jù).
  五,歸因于外界
  我們在咨詢時經常會遇到這樣一些咨客:他們有滿肚子牢騷,覺得自己的出身不好,自己的生活環(huán)境差,自己不夠聰明,家人朋友對自己不關懷.似乎外在的一切事物"都跟她過不去",他們認為只要外界事物符合自己的意愿,所有的問題就會煙消云散。但經過深入了解之后就會發(fā)現(xiàn),他們所說的麻煩很大程度上都來源于自己.但當咨詢師通過分析,指出他們的煩惱的內在根源時,他們往往會加以否認,甚至有些時候會抱怨咨詢師"不近情理"。對于這樣的咨客,咨詢師需要很大的耐心與之反復討論,才可能讓他們對自己的問題有所認識.不然,如果過早地分析咨客的內心世界,常會引起他們更大的阻抗甚至是反感。
  阻抗貫穿在整個咨詢過程中,它也是造成咨詢費時費力的重要原因.作為一名咨詢師無法回避阻抗,因為它是咨詢的核心問題之一。咨詢師如果沒有足夠的自戀和經驗將它處理得當,那么在漫長的咨詢過程中咨詢師就會出現(xiàn)危機.很多時候阻抗的存在是有意義的,所以過早地觸及它或許不是好辦法。有時咨客雖然給人的感覺象是"無理取鬧",但這并非他們的初衷.得當?shù)靥幚碜杩剐枰稍儙煹娜烁褚蛩?同時也需要長期的臨床經驗.心理治療的難易程度也能從阻抗的表現(xiàn)方式中可見一斑。

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