An instrumentacijski ojačevalnik je ena vrsta IC (integrirano vezje) , ki se uporablja predvsem za ojačanje signala. Ta ojačevalnik spada v družino diferencialnih ojačevalnikov, ker povečuje neskladje med dvema vhodoma. Glavna naloga tega ojačevalnika je zmanjšati odvečni šum, ki ga izbere vezje. Zmožnost zavračanja hrupa je znana vsem IC zatičem, ki so znani kot CMRR (razmerje zavrnitve v skupnem načinu) . The instrumentacijski ojačevalnik IC je bistven sestavni del pri načrtovanju vezja zaradi svojih značilnosti, kot so visok CMRR, dobiček z odprto zanko je velik, nizek odmik in nizek odmik enosmernega toka itd

Kaj je instrumentacijski ojačevalnik?

Instrumentacijski ojačevalnik se uporablja za ojačanje signalov zelo nizke ravni, zavračanje šuma in motenj. Primeri so lahko srčni utrip, krvni tlak, temperatura, potresi itd. Zato so bistvene značilnosti dobrega instrumentacijskega ojačevalnika naslednje.

Vhodi v instrumentacijski ojačevalniki bo imel zelo nizko energijo signala. Zato mora imeti instrumentacijski ojačevalnik visoko ojačanje in mora biti natančen.
Dobiček mora biti enostavno nastavljiv z enim samim upravljalnikom.
Imeti mora visoko in majhno izhodno impedanco, da se prepreči obremenitev.
Ojačevalnik Instrumentation naj bi imel visoko CMRR od pretvornik izhod ponavadi vsebuje signale običajnega načina, kot je šum, kadar se prenašajo po dolgih žicah.
Imeti mora tudi visoko stopnjo obrata, da lahko obvladuje ostre čase naraščanja dogodkov in zagotavlja največje nihanje izkrivljene izhodne napetosti.

Instrumentacijski ojačevalnik z uporabo ojačevalnika Op

The instrumentacijski ojačevalnik z uporabo op-amp vezje je prikazano spodaj. The op-ojačevalniki 1 in 2 sta neinvertirna ojačevalnika in op-amp 3 je a ojačevalnik razlike . Ti trije op-ojačevalniki skupaj tvorijo instrumentacijski ojačevalnik. Končni izhod Vout instrumentacijskega ojačevalnika je ojačana razlika vhodnih signalov, ki se uporabljajo na vhodnih terminalih op-amp 3. Naj bodo izhodi op-amp 1 in op-amp 2 Vo1 oziroma Vo2.

Instrumentacijski ojačevalnik z uporabo ojačevalnika Op

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

Oglejte si vhodno stopnjo instrumentacijskega ojačevalnika, kot je prikazano na spodnji sliki. The izpeljava ojačevalnika instrumentacije je obravnavano spodaj.

Potencial na vozlišču A je vhodna napetost V1. Zato je potencial na vozlišču B tudi V1, iz virtualnega kratkega koncepta. Tako je potencial na vozlišču G tudi V1.

Potencial na vozlišču D je vhodna napetost V2. Zato je potencial na vozlišču C tudi V2, od virtualnega kratkega. Tako je potencial na vozlišču H tudi V2.

Vhodna stopnja instrumentacijskega ojačevalnika

The delovanje instrumentacijskega ojačevalnika je, v idealnem primeru je tok do vhodne stopnje op-amperov enak nič. Torej sedanji I skozi uporov R1, Rgain in R1 ostajajo enaki.

Prijava Ohmov zakon med vozlišči E in F,

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

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

Ker na vhod op-ojačevalnikov 1 in 2 ne teče tok, lahko tok I med vozliščema G in H dobimo kot,

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

Enačenje enačb 1 in 2,

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

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

Izhod ojačevalnika razlike je podan kot,

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

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

Zamenjava (Vo1 - Vo2) vrednost v enačbi 3, dobimo

“sistemi z odprto zanko in zaprto zanko ”

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

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

Ta zgornja enačba daje izhodno napetost instrumentacijskega ojačevalnika.

Skupni dobiček ojačevalnika je podan izrazu (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Skupno povečanje napetosti an instrumentacijski ojačevalnik lahko nadzorujemo s prilagajanjem vrednosti upora Rgain.

Enotno slabljenje signala za instrumentacijski ojačevalnik zagotavlja diferenčni ojačevalnik.

Prednosti instrumentacijskega ojačevalnika

The prednosti instrumentacijskega ojačevalnika vključujejo naslednje.

Dobiček treh op-amp instrumentacija ojačevalno vezje lahko enostavno spremenite s prilagoditvijo vrednosti samo enega upora Rgain.
Dobiček ojačevalnika je odvisen samo od uporabljenih zunanjih uporov.
Vhodna impedanca je zelo visoka zaradi konfiguracij sledilcev oddajnika ojačevalnikov 1 in 2
Izhodna impedanca instrumentacijskega ojačevalnika je zaradi razlike ojačevalnika3 zelo nizka.
CMRR za op-amp 3 je zelo visoka in skoraj vsi signali skupnega načina bodo zavrnjeni.

Uporabe instrumentacijskega ojačevalnika

The uporabe instrumentacijskega ojačevalnika vključujejo naslednje.

Ti ojačevalniki vključujejo predvsem tam, kjer je potrebna natančnost visokega diferenčnega ojačenja, moč je treba ohraniti v hrupnem okolju, pa tudi tam, kjer so ogromni signali skupnega načina. Nekatere aplikacije so
Instrumentacijski ojačevalniki se uporabljajo v Zbiranje podatkov od majhnih o / p pretvorniki všeč termočleni , merilniki napetosti, meritve Most Wheatstone itd.
Ti ojačevalniki se uporabljajo v navigaciji, medicini, radarju itd.
Ti ojačevalniki se uporabljajo za izboljšanje Razmerje S / N ( signal hrupu ) v zvočnih aplikacijah, kot so zvočni signali z nizko amplitudo.
Ti ojačevalniki se uporabljajo za slikanje in pridobivanje video podatkov pri kondicioniranju visokohitrostnega signala.
Te ojačevalniki se uporabljajo v RF kabelskih sistemih za ojačanje visokofrekvenčnega signala.

Razlika med operacijskim ojačevalnikom in instrumentacijskim ojačevalnikom

Ključne razlike med operacijskim ojačevalnikom in ojačevalnikom instrumentov vključujejo naslednje.

An operacijski ojačevalnik (op-amp) je ena vrsta integriranega vezja
Instrumentacijski ojačevalnik je ena vrsta diferencialnih ojačevalnikov
Instrumentacijski ojačevalnik je mogoče izdelati s tremi operacijskimi ojačevalniki.
Diferencialni ojačevalnik je mogoče izdelati z enim samim operacijski ojačevalnik .
Izhodna napetost diferenčnega ojačevalnika vpliva na neujemanje uporov
Instrumentacijski ojačevalnik ponuja ojačanje z enim uporom svoje primarne faze, ki ne potrebuje upornosti upornosti.

Tu gre torej za instrumentacijski ojačevalnik . Iz zgornjih informacij lahko končno zaključimo, da je to bistveno integrirano vezje pri obravnavi nizkonapetostnih razmer. Dobiček ojačevalnika lahko spremenite s spreminjanjem uporov na vhodni strani. Ta ojačevalnik ima tako visok vhodni upor kot tudi visok CMRR. Tukaj je vprašanje za vas, katera je glavna funkcija instrumentacijskega ojačevalnika?