An instrumentu pastiprinātājs ir viena veida IC (integrētā shēma) , ko galvenokārt izmanto signāla pastiprināšanai. Šis pastiprinātājs ietilpst diferenciālā pastiprinātāja saimē, jo tas palielina atšķirību starp divām ieejām. Šī pastiprinātāja galvenā funkcija ir samazināt lieko troksni, ko izvēlas ķēde. Spēja atteikties no trokšņa ir pazīstama visiem IC kontaktiem, kas pazīstami kā CMRR (kopējā režīma noraidīšanas koeficients) . The instrumentu pastiprinātāja IC ir būtiska sastāvdaļa ķēdes projektēšanā, pateicoties tādām īpašībām kā augsts CMRR, atvērtās cilpas pastiprinājums ir liels, zems novirze, kā arī zems līdzsvara nobīde utt.

Kas ir instrumentu pastiprinātājs?

Instrumentu pastiprinātājs tiek izmantots ļoti zema līmeņa signālu pastiprināšanai, noraidot trokšņa un traucējumu signālus. Piemēri var būt sirdsdarbība, asinsspiediens, temperatūra, zemestrīces un tā tālāk. Tāpēc laba instrumentu pastiprinātāja būtiskās īpašības ir šādas.

Ieejas instrumentu pastiprinātāji signāla enerģija būs ļoti zema. Tāpēc instrumentu pastiprinātājam vajadzētu būt ar lielu pastiprinājumu un precīzam.
Gainam jābūt viegli regulējamam, izmantojot vienu vadību.
Lai nepieļautu iekraušanu, tam jābūt ar augstu ieejas pretestību un zemu izejas pretestību.
Instrumentācijas pastiprinātājam jābūt ar augstu CMRR kopš devējs izvade parasti satur kopēja režīma signālus, piemēram, troksni, ja to pārraida pa gariem vadiem.
Tam ir jābūt arī lielam apgriezienu skaitam, lai tas spētu rīkoties strauju notikumu pieauguma laikā un nodrošinātu maksimālu neizkropļotu izejas sprieguma svārstību.

Instrumentu pastiprinātājs, izmantojot Op Amp

The instrumentu pastiprinātājs, izmantojot op-amp shēma ir parādīts zemāk. The op-ampēri 1 un 2 ir neinvertējoši pastiprinātāji, un op-amp 3 ir a atšķirības pastiprinātājs . Šie trīs op-ampēri kopā veido instrumentu pastiprinātāju. Instrumentu pastiprinātāja galīgā izeja Vout ir ieejas signālu pastiprinātā atšķirība, kas tiek lietota op-amp 3 ieejas spailēm. Ļaujiet op-amp 1 un op-amp 2 izejām būt attiecīgi Vo1 un Vo2.

Instrumentu pastiprinātājs, izmantojot Op Amp

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

Apskatiet instrumentu pastiprinātāja ieejas posmu, kā parādīts attēlā zemāk. The instrumentācijas pastiprinātāja atvasinājums tiek apspriests turpmāk.

Potenciāls mezglā A ir ieejas spriegums V1. Tādējādi potenciāls mezglā B ir arī V1 no virtuālās īsās koncepcijas. Tādējādi potenciāls mezglā G ir arī V1.

D mezgla potenciāls ir ieejas spriegums V2. Tādējādi potenciāls mezglā C ir arī virtuālais īssavienojums V2. Tādējādi potenciāls mezglā H ir arī V2.

Instrumentu pastiprinātāja ievades posms

The instrumentu pastiprinātāja darbība ir, Ideālā gadījumā strāva ieejas posma op-ampēriem ir nulle. Tāpēc pašreizējais es cauri rezistori R1, Rgain un R1 paliek nemainīgi.

Pieteikšanās Ohma likums starp mezgliem E un F,

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

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

Tā kā uz op-ampēru 1 un 2 ieeju neplūst strāva, strāvu I starp mezgliem G un H var norādīt kā:

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

1. un 2. vienādojuma vienādošana,

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

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

Starpības pastiprinātāja izeja tiek dota kā

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

Tāpēc (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout

Aizvietošana (Vo1 - Vo2) vērtību 3. vienādojumā, mēs iegūstam

“kā darbojas analogo ciparu pārveidotājs ”

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

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

Šis vienādojums dod instrumentu pastiprinātāja izejas spriegumu.

Pastiprinātāja kopējo pieaugumu nosaka termins (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Kopējais sprieguma pieaugums instrumentu pastiprinātājs var kontrolēt, pielāgojot rezistora Rgain vērtību.

Instrumentu pastiprinātāja kopējā režīma signāla vājināšanu nodrošina atšķirības pastiprinātājs.

Instrumentu pastiprinātāja priekšrocības

The instrumentu pastiprinātāja priekšrocības iekļaujiet sekojošo.

Trīs op-amp pastiprinājums instrumenti pastiprinātāja shēma var viegli mainīt, pielāgojot tikai viena rezistora Rgain vērtību.
Pastiprinātāja pastiprinājums ir atkarīgs tikai no izmantotajiem ārējiem rezistoriem.
Ieejas pretestība ir ļoti augsta, pateicoties 1. un 2. pastiprinātāja izstarotāju sekotāju konfigurācijām
Instrumentu pastiprinātāja izejas pretestība ir ļoti zema atšķirības pastiprinātāja3 dēļ.
CMRR op-amp 3 ir ļoti augsts, un gandrīz viss parastā režīma signāls tiks noraidīts.

Instrumentu pastiprinātāja pielietojumi

The instrumentu pastiprinātāja pielietojumi iekļaujiet sekojošo.

Šie pastiprinātāji galvenokārt ir saistīti ar vietām, kur nepieciešama augsta diferenciālā pastiprinājuma precizitāte, izturība jāsaglabā trokšņainā vidē, kā arī tur, kur atrodas milzīgi kopējā režīma signāli. Dažas no lietojumprogrammām ir
Instrumentu pastiprinātāji tiek izmantoti datu ieguve no mazās o / p devēji patīk termopāri , deformācijas mērierīces, mērījumi Wheatstone tilts utt.
Šie pastiprinātāji tiek izmantoti navigācijas, medicīnas, radaru utt.
Šie pastiprinātāji tiek izmantoti, lai uzlabotu S / N attiecība ( signāls uz troksni ) audio lietojumprogrammās, piemēram, audio signālos ar zemu amplitūdu.
Šie pastiprinātāji tiek izmantoti attēlveidošanai, kā arī video datu iegūšanai ātrgaitas signāla kondicionēšanā.
Šie pastiprinātāji tiek izmantoti RF kabeļu sistēmās augstfrekvences signāla pastiprināšanai.

Atšķirība starp darbības pastiprinātāju un instrumentu pastiprinātāju

Galvenās atšķirības starp operatīvo pastiprinātāju un instrumentu pastiprinātāju ietver šādas.

An operatīvais pastiprinātājs (op-amp) ir viena veida integrētā shēma
Instrumentu pastiprinātājs ir viena veida diferenciālais pastiprinātājs
Instrumentu pastiprinātāju var uzbūvēt ar trim operatīvajiem pastiprinātājiem.
Diferenciālo pastiprinātāju var uzbūvēt ar vienu operatīvais pastiprinātājs .
Atšķirības pastiprinātāja izejas spriegums tiek ietekmēts neatbilstošo rezistoru dēļ
Instrumentu pastiprinātājs piedāvā pastiprinājumu ar vienu tā primārās fāzes rezistoru, kuram nav nepieciešams rezistora saskaņošana.

Tādējādi tas viss ir par instrumentu pastiprinātājs . No iepriekš minētās informācijas, visbeidzot, mēs varam secināt, ka šī ir būtiska integrētā shēma, vienlaikus risinot zema sprieguma apstākļus. Pastiprinātāja pastiprinājumu var mainīt, mainot rezistorus ieejas pusē. Šim pastiprinātājam ir augsta ieejas pretestība, kā arī augsta CMRR. Šeit ir jautājums jums, kāda ir instrumentācijas pastiprinātāja galvenā funkcija?