問(wèn)題

通過(guò)電極獲取得到的電信號(hào)非常微弱，此時(shí)我們首先需要對(duì)這個(gè)生物電生理信號(hào)進(jìn)行放大，這是一種前置放大器，它的輸入端具有高阻抗性，也即高輸入阻抗。那么我們?yōu)槭裁葱枰谳斎攵嗽O(shè)置高阻抗呢？

解答

首先，我們需要理解放大器與信號(hào)源之間屬于并聯(lián)的形式，這意味著放大器與信號(hào)源在理想情況下能夠處于相同的電壓，放大器此時(shí)能夠獲取得到精確良好的信號(hào)源的電勢(shì)差信號(hào)，從而在放大后得到相對(duì)準(zhǔn)確的信號(hào)。但這存在一個(gè)問(wèn)題，那就是信號(hào)源具有電勢(shì)差，這就意味著如果存在外界電路時(shí)，信號(hào)源可能會(huì)出現(xiàn)放電情況，從而導(dǎo)致能量的損耗，這不是研究者希望看到的。

而根據(jù)歐姆定律（I = V/R，I為電流，V為電壓，R為電阻，這里為阻抗），電阻越大，電流越小，此時(shí)電路中的負(fù)載（也即電路中消耗電流的部分）減弱。根據(jù)這一表現(xiàn)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)前端放大器時(shí)，在放大器的輸入端會(huì)放置非常大的阻抗元器件（如10兆歐姆），此時(shí)即使信號(hào)源存在外接電路，由于高阻抗成分的存在，電流非常小，信號(hào)源電勢(shì)差能夠良好的保留。通過(guò)這種操作便將信號(hào)源的電勢(shì)差損失會(huì)降到最小，與信號(hào)源并聯(lián)的前端放大器便能夠保留最為本真的信號(hào)。

需要注意的是，我們并不能將放大器獲得的電壓信號(hào)等同于信號(hào)源，因?yàn)閷?shí)際上生物組織是存在內(nèi)阻的，所以放大器獲得的實(shí)際信號(hào)是包括信號(hào)源和內(nèi)阻的電壓信號(hào)。只不過(guò)內(nèi)阻我們常常默認(rèn)為常數(shù)。同時(shí)，我們?cè)诤笃诘臄?shù)據(jù)分析過(guò)程中會(huì)進(jìn)行差異性分析，尤其在科研環(huán)境下，此時(shí)內(nèi)阻可以被看做是一種隨機(jī)變量，隨機(jī)變量的影響在不同組間由于隨機(jī)法的存在而得到了消除。

總結(jié)下來(lái)，高輸入阻抗的設(shè)定最重要的便是減少信號(hào)源能量的損耗，以保證放大器得到原始的、本真的、準(zhǔn)確的信息。