Un amplificator de instrumentatie este un fel de IC (circuit integrat) , utilizat în principal pentru amplificarea unui semnal. Acest amplificator se încadrează în familia amplificatorului diferențial, deoarece crește disparitatea între două intrări. Funcția principală a acestui amplificator este de a diminua surplusul de zgomot ales de circuit. Capacitatea de a refuza zgomotul este familiară tuturor pinilor IC care sunt cunoscuți sub numele de CMRR (raport de respingere în modul comun) . instrumentar amplificator IC este o componentă esențială în proiectarea circuitului datorită caracteristicilor sale, cum ar fi CMRR ridicat, câștigul în buclă deschisă este mare, derivă scăzută, precum și decalaj DC scăzut etc.

Ce este un amplificator de instrumentație?

Un amplificator de instrumentație este utilizat pentru a amplifica semnale de nivel foarte scăzut, respingând semnalele de zgomot și interferențe. Exemple pot fi bătăile inimii, tensiunea arterială, temperatura, cutremurele și așa mai departe. Prin urmare, caracteristicile esențiale ale unui bun amplificator de instrumentație sunt următoarele.

Intrări în amplificatoare de instrumente va avea o energie de semnal foarte redusă. Prin urmare, amplificatorul de instrumente ar trebui să aibă un câștig mare și ar trebui să fie precis.
Câștigul ar trebui să fie ușor de reglat utilizând un singur control.
Trebuie să aibă impedanță de intrare ridicată și impedanță de ieșire redusă pentru a preveni încărcarea.
De atunci, amplificatorul pentru instrumentație ar trebui să aibă CMRR ridicat traductorul ieșirea va conține, de obicei, semnale de mod obișnuit, cum ar fi zgomotul, atunci când este transmis prin fire lungi.
De asemenea, trebuie să aibă o rată de rotire ridicată pentru a face față timpilor de creștere accentuată a evenimentelor și pentru a oferi o oscilare maximă a tensiunii de ieșire nedistorsionate.

Amplificator de instrumentatie folosind Op Amp

instrumentar amplificator folosind circuit amplificator op este prezentat mai jos. op-amperi 1 și 2 sunt amplificatoare fără inversare, iar op-amp 3 este un amplificator diferențial . Aceste trei op-amperi împreună formează un amplificator de instrumentație. Ieșirea finală Vout a amplificatorului de instrumentație este diferența amplificată a semnalelor de intrare aplicate la bornele de intrare ale amplificatorului op 3. Amestecele de ieșiri ale amplificatorului op 1 și ale amplificatorului op 2 sunt Vo1 și respectiv Vo2.

Amplificator de instrumentatie folosind Op Amp

Atunci, Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)

Uitați-vă la etapa de intrare a amplificatorului de instrumentație așa cum se arată în figura de mai jos. instrumentare derivare amplificator este discutat mai jos.

Potențialul la nodul A este tensiunea de intrare V1. Prin urmare, potențialul la nodul B este, de asemenea, V1, din conceptul scurt virtual. Astfel, potențialul la nodul G este, de asemenea, V1.

Potențialul la nodul D este tensiunea de intrare V2. Prin urmare, potențialul la nodul C este, de asemenea, V2, din scurtul virtual. Astfel, potențialul la nodul H este, de asemenea, V2.

Etapa de intrare a amplificatorului de instrumentație

funcționarea amplificatorului de instrumentație este, în mod ideal, curentul la amplificatorul operațional al etapei de intrare este zero. Prin urmare, curentul I prin rezistențele R1, Rgain și R1 rămân aceleași.

Punerea în aplicare Legea lui Ohm între nodurile E și F,

I = (Vo1-Vo2) / (R1 + Rgain + R1) ………………………. (1)

I = (Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain)

Deoarece nu intră curent către intrarea amplificatorilor 1 și 2, curentul I dintre nodurile G și H poate fi dat ca,

I = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Rgain ……………………….(Două)

Echivalând ecuațiile 1 și 2,

(Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain) = (V1-V2) / Rgain

(Vo1-Vo2) = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain ………………………. (3)

Ieșirea amplificatorului de diferență este dată ca,

Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)

Prin urmare, (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout

Înlocuind (Vo1 - Vo2) valoare în ecuația 3, obținem

“câte intrări trebuie să aibă un sumator complet? ”

(R2 / R3) Vout = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain

adică Vout = (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} (V1-V2)

Această ecuație de mai sus oferă tensiunea de ieșire a unui amplificator de instrumentație.

Câștigul general al amplificatorului este dat de termen (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Câștigul total de tensiune al unui amplificator de instrumentatie poate fi controlat prin ajustarea valorii rezistorului Rgain.

Atenuarea semnalului în modul comun pentru amplificatorul de instrumentație este asigurată de amplificatorul diferențial.

Avantajele amplificatorului de instrumentație

avantajele amplificatorului de instrumentație include următoarele.

Câștigul unui amplificator de trei op instrumentaţie circuit amplificator poate fi ușor variat prin ajustarea valorii unui singur rezistor Rgain.
Câștigul amplificatorului depinde doar de rezistențele externe utilizate.
Impedanța de intrare este foarte mare datorită configurațiilor adeptului emițătorului amplificatoarelor 1 și 2
Impedanța de ieșire a amplificatorului de instrumentare este foarte mică datorită amplificatorului diferențial3.
CMRR al op-amp 3 este foarte mare și aproape tot semnalul de mod comun va fi respins.

Aplicații ale amplificatorului de instrumentație

aplicații ale amplificatorului de instrumentație include următoarele.

Acești amplificatori implică în principal acolo unde este necesară precizia câștigului diferențial ridicat, puterea trebuie păstrată într-un mediu zgomotos, precum și acolo unde sunt semnalele uriașe în modul comun. Unele dintre aplicații sunt
Amplificatoarele de instrumentație sunt utilizate în achizitie de date de la mic o / p traductoare ca termocupluri , măsurători de tensiune, măsurători de Podul Wheatstone , etc.
Acești amplificatori sunt utilizați în navigație, medical, radar etc.
Aceste amplificatoare sunt folosite pentru a îmbunătăți Raport S / N ( semnal la zgomot ) în aplicații audio precum semnale audio cu amplitudine redusă.
Acești amplificatori sunt utilizați pentru imagistica, precum și pentru achiziționarea de date video în condiționarea semnalului de mare viteză.
Aceste amplificatoare sunt utilizate în sistemele de cabluri RF pentru amplificarea semnalului de înaltă frecvență.

Diferența dintre amplificatorul operațional și amplificatorul pentru instrumentație

Diferențele cheie dintre amplificatorul operațional și amplificatorul de instrumentare includ următoarele.

Un amplificator operațional (op-amp) este un fel de circuit integrat
Amplificatorul de instrumentație este un tip de amplificator diferențial
Amplificatorul pentru instrumentație poate fi construit cu trei amplificatoare operaționale.
Amplificatorul diferențial poate fi construit cu un singur amplificator operațional .
Tensiunea de ieșire a amplificatorului diferențial este afectată din cauza rezistențelor de nepotrivire
Amplificatorul de instrumentație oferă câștig cu un singur rezistor al fazei sale primare, care nu are nevoie de o potrivire a rezistenței.

Astfel, este vorba despre un amplificator de instrumentatie . Din informațiile de mai sus, în cele din urmă, putem concluziona că acesta este un circuit integrat esențial în timp ce se ocupă de condiții de joasă tensiune. Câștigul amplificatorului poate fi modificat prin schimbarea rezistențelor din partea de intrare. Acest amplificator are o rezistență ridicată la intrare, precum și un CMRR ridicat. Iată o întrebare pentru tine, care este funcția principală a unui amplificator de instrumentație?