An instrumentointivahvistin on eräänlainen IC (integroitu piiri) , käytetään pääasiassa signaalin vahvistamiseen. Tämä vahvistin kuuluu differentiaalivahvistimen perheeseen, koska se lisää eroa kahden tulon välillä. Tämän vahvistimen päätehtävänä on vähentää piirin valitsemaa ylimääräistä kohinaa. Kyky hylätä melua on tuttua kaikille IC-nastoille, jotka tunnetaan nimellä CMRR (yhteismoodin hylkäyssuhde) . instrumentointivahvistin IC on olennainen komponentti piirin suunnittelussa sen ominaisuuksien, kuten korkean CMRR: n, avoimen silmukan vahvistuksen ollessa korkea, matalan driftin ja matalan DC-offsetin jne. vuoksi.

Mikä on instrumentointivahvistin?

Instrumentointivahvistinta käytetään erittäin matalan tason signaalien vahvistamiseen hylkäämällä kohina- ja häiriösignaalit. Esimerkkejä voivat olla syke, verenpaine, lämpötila, maanjäristykset ja niin edelleen. Siksi hyvän instrumentointivahvistimen olennaiset ominaisuudet ovat seuraavat.

Tulot instrumentointivahvistimet signaalin energia on hyvin pieni. Siksi instrumentointivahvistimella tulisi olla suuri vahvistus ja tarkkuuden.
Vahvistuksen tulisi olla helposti säädettävissä yhdellä säätimellä.
Sillä on oltava korkea tuloimpedanssi ja pieni lähtöimpedanssi kuormituksen estämiseksi.
Instrumentointivahvistimella tulisi olla korkea CMRR-arvo vuodesta anturi ulostulo sisältää yleensä yhteismoodisignaaleja, kuten kohinaa, kun se lähetetään pitkin johtoa pitkin.
Sillä on myös oltava korkea kääntönopeus, jotta se pystyy käsittelemään tapahtumien jyrkkiä nousuaikoja ja tarjoamaan maksimaalisen vääristymättömän lähtöjännitteen vaihtelun.

Instrumentointivahvistin, joka käyttää Op-vahvistinta

instrumentointivahvistin op-amp-piiri näkyy alla. op-vahvistimet 1 ja 2 ovat ei-invertoivia vahvistimia ja op-amp 3 on a ero vahvistin . Nämä kolme op-vahvistinta yhdessä muodostavat instrumentointivahvistimen. Instrumentointivahvistimen lopullinen lähtö Vout on op-amp 3: n tuloliittimiin syötettyjen tulosignaalien vahvistettu ero. Olkoon op-amp 1: n ja op-amp 2: n lähdöt vastaavasti Vo1 ja Vo2.

Instrumentointivahvistin, joka käyttää Op-vahvistinta

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

Katso instrumenttivahvistimen tulovaihe alla olevan kuvan mukaisesti. instrumentointivahvistimen johtaminen käsitellään jäljempänä.

Solmun A potentiaali on tulojännite V1. Siksi solmun B potentiaali on myös virtuaalisen lyhytkonseptin perusteella V1. Siten potentiaali solmussa G on myös V1.

Solmun D potentiaali on tulojännite V2. Siksi solmun C potentiaali on myös virtuaalisesta oikosulusta V2. Siten potentiaali solmussa H on myös V2.

Instrumentointivahvistimen tulovaihe

instrumentointivahvistimen toiminta on, Ihannetapauksessa tuloasteen op-vahvistimien virta on nolla. Siksi nykyinen minä läpi vastukset R1, Rgain ja R1 pysyvät samana.

Hakeminen Ohmin laki solmujen E ja F välillä,

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

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

Koska op-vahvistimien 1 ja 2 tuloon ei virtaa virtaa, solmujen G ja H välinen virta I voidaan antaa muodossa:

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

Yhtälöiden 1 ja 2 yhtälö,

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

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

Erotusvahvistimen lähtö on annettu,

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

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

Korvaaminen (Vo1 - Vo2) arvo yhtälössä 3, saamme

“mitä Megger tekee ”

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

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

Tämä yllä oleva yhtälö antaa instrumentointivahvistimen lähtöjännitteen.

Vahvistimen kokonaisvahvistuksen antaa termi (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Anturin kokonaisjännitevahvistus instrumentointivahvistin voidaan ohjata säätämällä vastuksen Rgain arvoa.

Instrumentointivahvistimen yhteismoodisignaalin vaimennus aikaansaadaan erovahvistimella.

Instrumentointivahvistimen edut

instrumentointivahvistimen edut Sisällytä seuraavat.

Kolmen op-vahvistimen vahvistus instrumentointi vahvistinpiiri voidaan helposti muuttaa säätämällä vain yhden vastuksen Rgain arvoa.
Vahvistimen vahvistus riippuu vain käytetyistä ulkoisista vastuksista.
Tuloimpedanssi on erittäin korkea vahvistimien 1 ja 2 lähettimien seuraajakokoonpanojen vuoksi
Instrumentointivahvistimen lähtöimpedanssi on hyvin pieni johtuen erovahvistimesta3.
CMRR-arvo op-amp 3 on erittäin korkea ja melkein kaikki yleisen tilan signaalit hylätään.

Instrumentointivahvistimen sovellukset

instrumentointivahvistimen sovellukset Sisällytä seuraavat.

Nämä vahvistimet liittyvät pääasiassa sinne, missä vaaditaan korkean differentiaalivahvistuksen tarkkuutta, voimaa on säilytettävä meluisassa ympäristössä sekä siellä, missä on valtavia yhteismoodisignaaleja. Jotkut sovelluksista ovat
Instrumentointivahvistimia käytetään tiedonkeruu pienestä o / p anturit Kuten lämpöparit , venymäliuskat, mittaukset Wheatstonen silta , jne.
Näitä vahvistimia käytetään navigoinnissa, lääketieteessä, tutkassa jne.
Näitä vahvistimia käytetään S / N-suhde ( signaali melulle ) äänisovelluksissa, kuten matalan amplitudin äänisignaalit.
Näitä vahvistimia käytetään kuvantamiseen sekä videodatan hankkimiseen suurten nopeuksien signaalin käsittelyssä.
Nämä vahvistimet käytetään RF-kaapelijärjestelmissä suurtaajuussignaalin vahvistamiseksi.

Operatiivisen vahvistimen ja instrumentointivahvistimen välinen ero

Operatiivisen vahvistimen ja instrumentointivahvistimen tärkeimmät erot sisältävät seuraavat.

An operatiivinen vahvistin (op-amp) on eräänlainen integroitu piiri
Instrumentointivahvistin on yhden tyyppinen differentiaalivahvistin
Instrumentointivahvistin voidaan rakentaa kolmella operatiivisella vahvistimella.
Differentiaalivahvistin voidaan rakentaa yhdellä operatiivinen vahvistin .
Erovahvistimen lähtöjännitteeseen vaikuttaa epäsovitusvastukset
Instrumentointivahvistin tarjoaa vahvistuksen yhdellä ensisijaisen vaiheen vastuksella, joka ei tarvitse vastuksen sovitusta.

Näin ollen kyse on kaikesta instrumentointivahvistin . Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä, että tämä on olennainen integroitu piiri pientä jännitettä käsittelevässä tilanteessa. Vahvistimen vahvistusta voidaan muuttaa muuttamalla tulopuolen vastuksia. Tällä vahvistimella on suuri tulovastus ja korkea CMRR. Tässä on kysymys sinulle, mikä on instrumentointivahvistimen päätehtävä?